[发明专利]一种水滑石/壳聚糖三维多孔支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水滑石/壳聚糖三维多孔支架制备方法，包括以下步骤：(1)配制含有壳聚糖、二价金属离子M²⁺与三价金属离子M³⁺的水滑石/壳聚糖浆料；(2)将含M²⁺、M³⁺的壳聚糖的浆料冷冻成型得水滑石/壳聚糖的三维多孔支架；(3)将含M²⁺、M³⁺的水滑石/壳聚糖三维多孔支架经过碱液处理，转化为水滑石/壳聚糖三维多孔支架。这种支架由壳聚糖和水滑石组成，具有三维贯通的大孔结构，其孔径为5～500μm，孔隙率为10％～95％，并具良好的生物相容性。形成的水滑石呈片状结构，有序排列形成的多孔结构使支架具有良好的生物相容性；壳聚糖有机质的引入赋予支架材料抗菌性能。制备工艺简单、成本低、可操作性强、周期短，几乎无废弃物产生，既经济又环境友好。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料、有机高分子材料、生物医用材料领域的人工骨修复材料的制备技术，具体涉及一种水滑石/壳聚糖三维多孔支架及其制备方法。

背景技术

水滑石是一类具有层状结构的复合金属氢氧化物，它是由带正电荷的金属氢氧化物层和层间平衡阴离子构成，在催化、吸附、医药等方面有着广泛的应用。通式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂](A^n-)_x/n·mH20，其中M²⁺(M³⁺)、A^n-、x、m分别为二价(三价)金属阳离子、层间阴离子、M³⁺/(M²⁺+M³⁺)摩尔比及结晶水数量。M²⁺可以是Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ni²⁺等，M³⁺可以是Al³⁺、Fe³⁺等，由这些M²⁺和M³⁺离子组合，可形成二元、三元甚至四元的LDHs。x值的大小直接影响产物组成，一般要合成纯净的LDHs必须满足0.1≤x≤10，x值的变化可能导致不同结构化合物的生成。天然的水滑石为镁铝水滑石，由其他二价及三价金属离子组合形成的水滑石称为类水滑石，类水滑石可以是钙铝水滑石、镍铁水滑石、镁锶铁水滑石、镁铁水滑石等。

水滑石层板内存在强共价键作用，层间则存在一种弱相互作用力，即层间客体阴离子与主体层板之间以静电引力、氢键或范德华力等弱化学键连接，且主、客体都以有序的方式排列形成超分子结构(复合)化合物.这些特性使得水滑石能够与药物通过插层形成杂种分子应用于医药领域.水滑石不仅能作为生物相容性较好的药物载体，还可显著推进药物的运送效率.并能增加药物的水溶性，有效控制药物释放，提高药物使用效率。

壳聚糖(chitosan，CS)是自然界存在的惟一的天然碱性多糖，具有无毒性、无刺激性、无免疫抗原性、无热原反应、不溶血、良好的抑菌性、生物相容性和生物可降解性等，使其成为一种理想的安全可靠的天然生物活性材料，在皮肤组织工程骨、软骨、神经、肌腱、血管、肝脏、心脏瓣膜、角膜等各种组织工程及创伤修复等领域已得到广泛应用，近年来壳聚糖纳米纤维的制备以及在组织工程中的应用也引起了广泛关注，若能将壳聚糖与其他不同种类材料(如水滑石)复合，通过优势互补，可望得到具有较优生物活性、生物相容性的生物骨组织工程材料。

本发明就是以生物矿化法制备一种水滑石/壳聚糖三维多孔支架，所得的支架材料不仅展现出水滑石良好的药物载体性能，还能够发挥壳聚糖优良的生物相容性和生物活性，此外，天然壳聚糖有机质的引入还能赋予生物支架材料一种抗菌性能。由此可见，所制备的一种水滑石/壳聚糖三维多孔支架在骨组织工程领域具有重要的临床应用价值和较高的社会效益。

发明内容