[发明专利]一种多孔纳米复合骨组织工程支架材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学复合材料，具体涉及一种多孔纳米复合骨组织工程支架材料的制备方法。 

背景技术

骨组织工程的研究和发展为临床上骨缺损的修复和治疗提供了崭新的思路，并逐渐引起研究者的兴趣。其中，三维多孔支架材料是骨组织工程的重要基础，它不仅起支撑作用，保持原有组织的形状，而且还起到模板作用，为细胞提供赖以寄宿、生长、分化和增殖的场所，从而引导受损组织的再生和控制再生组织的结构。但目前骨组织工程支架的研究和应用仍面临着许多问题，如材料体内降解不可控，细胞繁殖效率低，降解产物引起炎性反应，细胞去分化等。尤其是在力学性能方面，单一的使用聚合物或陶瓷材料作为支架材料存在强度弱或脆性大的问题，都无法满足承力骨修复的要求。 

羟基磷灰石(Hydroxy-apatite,简称HA）是最常见的一种生物活性材料，它具有与人体骨组织相似的无机成分，是目前公认的具有较好生物相容性和骨传导性的生物活性陶瓷材料。但HA人工骨仍存在着力学性能差、不能承重、缺乏骨诱导活性、骨渗入深度有限、不能完全降解等较多缺点。目前已有纳米羟基磷灰石（Nano-HA）应用于临床骨缺损的修复。但因骨骼本身是一种具有很高韧性和硬度的天然纳米复合材 料，它主要由纳米级的片状羟基磷灰石结晶分散在骨胶原骨架中组成，而骨胶原和羟基磷灰石本身都不能作为结构材料，因此以Nano-HA作为单一成分的人工骨仍然不能满足理想人工骨的要求。 

聚乳酸(Polylactic acid,简称PLLA)是目前组织工程研究和应用最为广泛的一类材料，这类材料无毒，无抗原性，具有良好的可降解吸收性、生物安全性和力学强度，可以通过控制成份含量来调节材料的降解速度，使产品性质的重复性和力学性能达到较高水平。除了作为手术缝合线和药物缓释载体外，PLLA也用作医疗缝合补强材料、骨折内固定材料和组织工程材料。 

发明内容

本发明的目的是为了解决目前骨组织工程支架存在的缺陷，满足支架的性能要求，将Nano-HA与PLLA进行复合，提供一种新的多孔纳米复合骨组织工程支架材料的制备方法。 

本发明的方法创造性地使用低温快速成型的技术，将Nano-HA和PLLA复合制备三维多孔的Nano-HA/PLLA人工骨，该三维多孔的人工骨支架材料综合了Nano-HA和PLLA两者的优点，使其在良好骨传导性和生物相容性的基础上，提高柔韧性和生物降解性，改善生物力学性能，更加有利于骨细胞的粘附生长和血管化，极大地提高骨缺损处移植人工骨的愈合速度及效果，是一种理想的新型纳米复合人工骨材料。 

本发明的方案为： 

一种多孔纳米复合骨组织工程支架材料的制备方法，包括以下步 骤： 

将Nano-HA和PLLA材料在50～70℃下混合，超声波震荡，然后电磁搅拌至Nano-HA完全分散均匀得到凝胶；然后将凝胶转入-5～-3℃下进行低温成型并填入生物材料即得多孔纳米复合骨组织工程支架材料。 

另一优选方案，包括以下步骤： 

（1）将PLLA溶解于有机溶剂里，60℃水浴中搅拌形成PLLA/有机溶剂的均相溶液；将不同质量比的Nano-HA加入上述溶液中，超声波震荡各15min、电磁搅拌至Nano-HA完全分散均匀制得凝胶； 

（2）将凝胶转入低温冷冻快速成型仪中-4℃条件下进行低温快速成型,通过RIPF工艺成形具有一定间隔的平行的冰线，将配制好的生物材料填入冰线间的间隔，将填了生物材料后的表面刮平，使得冰线和生物材料交替排列；在正交方向成形下一层冰线，重复以上步骤； 

（3）成形后，将冰和生物材料构成的实体拿到冷藏室，冰融化后再将产品置于真空冷冻干燥机去除有机溶剂；风干后即得多孔纳米复合骨组织工程支架材料。 

另一优选方案，所述步骤（1）中有机溶剂是1,4-二氧六环。 

另一优选方案，所述Nano-HA通过如下方法制得： 

将硝酸钙与磷酸铵的水溶液进行化学合成，合成过程中，加入氨水调整溶液的pH值为8～13，添加分散剂，搅拌使其沉淀完全，然后经洗涤、过滤，将沉淀物在80～120℃干燥，再在600～800℃温度下烧结2～3小时，得到Nano-HA粉末。 

另一优选方案，所述PLLA通过如下方法制得： 

①丙交酯的制备：取乳酸与ZnO粉末，逐渐升温使乳酸脱水变为丙交酯；然后升温抽真空蒸出淡黄色丙交酯单体，再以乙酸乙酯为溶剂反复洗涤、重结晶提纯，抽滤，真空干燥，得纯净丙交酯单体；