[发明专利]一种多孔生物玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医疗领域的蜂窝状多孔生物玻璃材料及其生物复合材料制备技术。具体包括一种蜂窝状多孔纳米生物玻璃制备以及多孔生物玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合材料的制备。

背景技术

生物玻璃的化学组成与人体骨骼类似，具有良好的生物相容性和降解性。植入人体后可以有效促进组织分化、骨愈合。因此生物玻璃的制备并与其它材料复合成为近年来的热点。近期研究合成的生物玻璃多以介孔生物玻璃为主：中国专利CN1887361A使用溶胶-凝胶的方法制备了一种介孔状生物玻璃纤维材料，孔径为1-30nm。中国专利CN101314039A公开了一种有机模版法合成生物玻璃介孔微球的方法，制得孔径为1.9-4.1nm的生物玻璃介孔微球材料。中国专利CN102188749A介绍了一种含有介孔生物玻璃涂层的三维多孔支架的合成方法。本发明合成了一种新颖的非介孔类蜂窝状生物玻璃纳米颗粒并与蚕丝、壳聚糖进行复合，考察其性能。

组织工程一词自从1987年由美国国家科学基金会正式提出和确定以来，已经迅速发展并应用于生命科学及工程学的各个领域。在组织工程中，种子细胞、可降解的支架材料以及细胞生长调节因子并称为组织工程的三大基本要素，支架材料在组织工程研究中起中心作用，它不仅为特定的细胞提供结构支撑作用，而且还起到模板作用，引导组织再生和控制组织结构。因此，用于组织工程的支架材料是组织工程的基础，是组织工程成败之关键因素，寻找一种既具有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状和连通三维多孔结构的支架材料是组织工程的一个重要方面。蚕丝由于具有良好的机械性能以及生物相容性，加之来源充足，价格适中等诸多优点，是制备组织工程支架的优秀基底。

壳聚糖作为一种天然高分子材料，不仅具有良好的生物相容性，而且具有抗菌、灭菌的作用，但是具有力学性能低的缺点，难以单独作为骨组织愈合材料使用。

以丝素蛋白基支架为基底，复合壳聚糖和生物玻璃颗粒，既保证了材料的整体生物相容性，降解性能，还具有一定的机械强度，并且各组分可以单独发挥其功效，弥补了单一材料性能上的不足，使之成为一种具有良好生物相容性、降解性、抗菌、促生长且具有一定机械强度的优秀组织工程材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔生物玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种多孔生物玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合材料，其特征在于，包括丝素蛋白支架，所述的丝素蛋白支架的表面复合有壳聚糖，壳聚糖的表面复合有蜂窝状多孔生物活性玻璃。

更优选地，所述的丝素蛋白支架、壳聚糖和蜂窝状多孔生物活性玻璃的重量比为1∶0.05-0.2∶0.03-0.3。

本发明还提供了上述的多孔生物玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1：采用高分子模板技术与水热法结合，制备蜂窝状的多孔生物活性玻璃；

步骤2：制备丝素蛋白支架，采用分子组装方法将壳聚糖与丝素蛋白支架复合，采用材料组装方法将蜂窝状的多孔生物活性玻璃与壳聚糖与丝素蛋白支架的复合物进行复合，得到多孔生物玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合材料。

优选地，所述的蜂窝状多孔生物活性玻璃的制备方法为：将包含CaO、SiO₂、P₂O₅和Na₂O的生物玻璃原料粉体制成生物玻璃浆料，将所述的生物玻璃浆料与高分子模板按照重量比1∶0.01-0.05混合，采用在温度为120-160℃的水热条件下反应10-16h，然后在500℃-700℃下煅烧5-7小时，除去高分子模板，清洗，烘干得到蜂窝状多孔生物活性玻璃颗粒。

更优选地，所述的生物玻璃浆料的配制方法为：在超声的作用下，在无水乙醇中加入含有CaO、SiO₂、P₂O₅和Na₂O的生物玻璃粉体，滴加0.5-1M(摩尔体积浓度)的硝酸使pH值调节到7.0-8.0，得到生物玻璃浆料。

更优选地，所述的生物玻璃原料粉体由CaO 10wt％-40wt％、SiO₂40wt％-80wt％、P₂O₅5wt％-10wt％和Na₂O 5wt％-25wt％组成。

优选地，所述的高分子模板为PEG(聚乙二醇)、PVA(聚乙烯醇)或聚丙烯酰胺(PAM)。