[发明专利]一种骨组织工程用的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架及其制备方法

说明书

本发明提供了一种骨组织工程用的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架及其制备方法。所述的制备方法通过对用于制备的固相和液相进行改进，制备得到抗压强度好的的大孔径和高孔隙率的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架；进一步地，所述的制备方法利用壳聚糖和海藻酸钠带相反电荷的性质在所述多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架表面涂层，增强其力学性能，同时增加对骨细胞的黏附。

技术领域

本发明涉及人工骨支架技术领域，更具体地，涉及一种骨组织工程用的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架及其制备方法。

背景技术

羟基磷灰石是为自然骨的主要无机相成分，其具有良好的生物相容性、骨传导性以及化学稳定性，不破坏生物组织。但单一成分的羟基磷灰石人工骨支架的脆性较大、力学强度差。受到自然骨的无机相与有机相的独特结合方式的启迪，近年来羟基磷灰石与有机物结合的复合材料受到广泛研究，以期制备出性能优良的人工骨支架。

在此基础之上，研究者发现多孔的人工骨支架更具有生物活性。多孔人工骨支架更有利于促进骨细胞的大范围的黏附、增殖与分化，并为骨的重塑和构建提供营养和信号调控，多孔人工骨支架的孔隙率越高，越有利于骨组织的重建和分化生长。但是孔隙率越高，多孔人工骨支架的力学强度会越低。另外，要制备孔隙率高的多孔人工骨支架大多需要高温处理，高温处理对多孔人工骨支架中的有机物破坏较大，因而无法获得羟基磷灰石与有机相复合的多孔人工骨支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种骨组织工程用的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架的制备方法，所述制备方法能够有效地将羟基磷灰石与壳聚糖进行复合，获得较高孔隙率和抗压强度的人工骨支架。

本发明的另一个目的在于提供由所述制备方法制备得到的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架。所述的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架具有较高的孔隙率和抗压强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种骨组织工程用的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备固相：将以下按重量份数计算的组分进行混合、研磨：

第一羟基磷灰石/壳聚糖复合材料47～67份、碳酸氢钠19～20份、氧化镁6～9份、第二羟基磷灰石/壳聚糖复合材料6～24份；所述第一羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的壳聚糖质量分数为30％，所述第二羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的壳聚糖质量分数为10％；

制备液相：利用质量分数为30％柠檬酸溶液与壳聚糖混合，得到壳聚糖质量分数为0.5％的壳聚糖柠檬酸溶液；

S2.按固液的质量比为7:10～3:4将所述固相与液相进行混合，灌入支架模具中，室温反应2～6h，再烘干，即得所述骨组织工程用的多孔羟基磷灰石/壳聚糖复合材料支架。

壳聚糖具有较好的生物相容性，有利于骨细胞的黏附、激活。同时壳聚糖表面存在电荷，对生长因子等具有吸附作用，有利于新生组织的结构重塑和构建。

所述第一羟基磷灰石/壳聚糖复合材料更接近人体骨的有机无机成分比例，相比其低壳聚糖含量的羟基磷灰石/壳聚糖复合材料，在支架成型时更具有可塑性，以有利于获得较大的孔隙率。发明人发现第二羟基磷灰石/壳聚糖复合材料因含有少量的壳聚糖而使其带来弹性的同时保留较多的刚性，通过在第一羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的基础上，按一定的比例添加第二羟基磷灰石/壳聚糖复合材料，能够使制备得到的复合材料支架在保证较好可塑性的同时具有更强的抗压强度。

在所述固相中，添加了碳酸氢钠，碳酸氢钠含有碳酸氢根，遇酸能生成二氧化碳，能对周围封闭环境产生张力，从而能在致密可塑的复合材料支架中产生气孔。且碳酸氢钠与酸的反应较缓和而可控。

所述壳聚糖为β-(1，4)-2-氨基-2脱氧-D-葡萄糖，分子量30万。