[发明专利]一种复合纳米级羟基磷灰石的丝素蛋白材料的制备方法及其在修复骨折部位的应用

说明书

本发明公开一种复合纳米级羟基磷灰石的丝素蛋白材料的制备方法及其在修复骨折部位的应用。该方法是将纳米级的羟基磷灰石按一定比例均匀分散在丝素蛋白中，通过六氟异丙醇使其溶解，并将混合溶液倒入圆柱形模具中，通过甲醇浸泡使丝素蛋白分子链进行自组装再生成机械强度优异的复合材料，最后通过机械加工的方法将复合材料制成医用骨钉。根据材料良好的生物相容性、优秀的机械性能和体内降解可控的特点，将其应用在骨折固定方面。本发明采用简单易行、成品率高、无毒性的方法制备体内降解可控的丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合骨折内固定材料，可有效规避骨折修复过程中产生的骨质疏松症状，其无需二次手术取出的特点也为骨折病人减少痛苦。

技术领域

本发明涉及一种复合纳米级羟基磷灰石的丝素蛋白材料的制备方法及其在修复骨折部位的应用，属于材料科学、临床医学领域。

背景技术

骨折是指骨结构连续性完全或部分断裂，临床上多见于儿童及老人，一般通过外科手术植入骨折固定材料进行治疗。当今骨折内固定材料主要有金属型、陶瓷型和可降解的高分子材料。金属型骨折内固定材料由于其良好的机械性能和低廉的价格是现今医院常用的固定材料，主要有不锈钢、钛合金等。但是由于金属内固定材料存在应力遮挡效应易诱发骨折部位骨质疏松症状的出现，造成骨折愈合缓慢的问题,同时金属内固定材料存在需二次手术取出、生物相容性较差与易发生炎症等问题。另外的生物陶瓷材料尽管有能被人体逐步转化为自然成分的优点，但陶瓷材料存在脆性大、应力集中和过载敏感的缺点，从而限制了它的应用。所以寻求一种机械强度高、生物相容性好和体内可吸收的高分子材料是现在骨折内固定材料的主要发展方向。目前市场上使用的可吸收骨折内固定高分子材料主要是聚乳酸类以及聚乙醇酸类，聚乳酸因其优异的力学性能受到市场的认可，并且降解后产生的乳酸可以直接参与人体代谢而进入市场。但是聚乳酸降解产生的大量乳酸对骨组织具有一定腐蚀性，造成人体不适，不能用于大面积骨折处理。开发新型安全、高强度、可吸收的骨折固定材料来满足临床应用仍然具有挑战性。

丝素蛋白(SF)是从蚕茧中提取的绿色可再生资源，因具有良好的机械性能和优秀的生物相容性等特点而受到广大科学家的关注，对蚕丝蛋白的研究也越来越全面，丝蛋白中含有18种氨基酸，主要为甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)和丝氨酸(Ser)，对人体的免疫反应低，是优秀的生物材料良好的力学性能和体内可生物降解性。丝素蛋白占蚕丝总量的70％～80％左右，是可再生的天然高分子材料。从蚕丝中提取而来的丝素蛋白不仅具有良好的生物相容性，对机体无毒性的特点，在生物体内也可生物降解，其降解产物为氨基酸，对组织不仅无毒副作用，还可以对创伤部位有良好的修复作用，上述性质决定了丝素蛋白材料是一种优秀的生物医用材料。目前，丝素蛋白作为组织修复材料，已经成功用于皮肤、血管、韧带、软骨、骨、神经等多种组织再生的基础和临床研究。丝素蛋白优秀的机械性能使其在骨折内固定材料方面有良好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种复合纳米级羟基磷灰石的丝素蛋白材料的制备方法。

本发明的制备方法包括如下步骤：

一种复合纳米级羟基磷灰石的丝素蛋白材料的制备方法，包括如下步骤：

1)丝素蛋白材料打碎成粉末状；

2)将纳米级羟基磷灰石均匀混入到丝素蛋白中，配成纳米级羟基磷灰石的含量为0wt％～75wt％的混合物；

3)将羟基磷灰石/丝素蛋白混合物溶解于六氟异丙醇溶液中，制得羟基磷灰石/丝素蛋白混合溶液；

4)室温下，将所得混合溶液倒入模具中，将装有混合溶液的模具放置于甲醇溶液中，使混合溶液中的六氟异丙醇逐渐转移到甲醇中，得到自组装再生的固体材料；

5)再生处理后的固体材料通风干燥后进行机械加工，制得复合纳米级羟基磷灰石的丝素蛋白材料。