[发明专利]复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷及其制备和使用方法

说明书

本发明提供了一种复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷及其制备和使用方法，复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的制备方法包括：使用浓度从低到高的胶原蛋白液在磷酸钙陶瓷颗粒表面形成交联胶原涂层，得到包裹在磷酸钙陶瓷颗粒表面的交联胶原衣，接着与胶原蛋白液混合后冷冻干燥，得到复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的前驱体，随后使用胶原蛋白液浸泡涂层后冷冻干燥，得到具有胶原蛋白包裹层的复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷。本发明的技术方案提高了复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的修复能力和降解性能，避免了在临床使用过程中磷酸钙陶瓷颗粒脱落而引发的无菌性炎症，且利用形状和大小的可塑性及使用的便利性，解决了生物陶瓷在临床应用中遇到的诸多问题。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，特别涉及一种复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷及其制备和使用方法。

背景技术

生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，直接用于人体或与人体相关的领域。作为生物陶瓷材料，需要具备良好的生物相容性、力学配比度、与生物组织有亲和性和抗血栓，灭菌后具有稳定的物理和化学性质。磷酸钙生物陶瓷(CalciumPhosphate Bioceramics，CaP)具有与人体骨组织相似的无机成分，以及兼备多种优良的生物学特性而被广泛应用于骨科、口腔科、眼科、整形科、五官科、脑外科及组织工程等领域的骨组织修复。随着材料制造技术的进步，对其它材料及因子的认识和开发，磷酸钙生物陶瓷的应用形式也日趋多样化，包括致密型、多孔型以及致密和多孔相结合的增强型陶瓷。陶瓷多孔结构的发展从不规则孔隙到生物仿生孔隙，再到精确可控的规则孔隙，形成的类型有颗粒状、条状、块状、楔形体等。但是，多孔陶瓷在临床应用过程中也遇到诸多问题，例如，材料力学强度是否满足使用部位的要求，材料形态和尺寸与使用部位是否相匹配，深部植入的完好性和有效性如何，如何避免材料颗粒撒落引发的炎症以及如何提高植骨材料的疗效等等。显而易见，由于孔隙结构的介入及磷酸钙陶瓷自身的脆性特点，势必会降低此类材料的力学性能，从而制约将此类生物陶瓷材料用作承力骨组织的修复应用。因此有技术报道通过材料复合技术以提高陶瓷材料的力学性能，且已有研究致力于开发制备胶原蛋白基或以其作为添加相的生物材料用作骨组织的修复，例如，外国专利(WO93/12736)公开了一种矿化胶原蛋白用作骨组织修复的方法，但其仅适用于非承力部位骨组织创伤修复。其中，胶原蛋白(Collagen)是一种天然的聚合物，它是人体皮肤和骨头的主要有机成分，是骨基质中含量最丰富的蛋白质。而且，胶原蛋白具有优良的生物相容性及低免疫力，适合作为新骨细胞贴附生长的基质，是一种用于骨组织修复的理想材料。

因此，如何对现有生物陶瓷的制备工艺和结构进行改进，以使得生物陶瓷能够解决其在临床应用过程中遇到的诸多问题成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷及其制备和使用方法，使得复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的修复能力和降解性能得到提高；也使得磷酸钙陶瓷颗粒能够更好地被包埋和固定在海绵状的复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的前驱体中，磷酸钙陶瓷颗粒和胶原蛋白之间保持紧密连接和团聚，且海绵状的复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的前驱体被包裹在胶原蛋白包裹层中，有效避免了在临床使用过程中磷酸钙陶瓷颗粒脱落而引发的无菌性炎症；而且，避免了交联剂在复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷内残留而引起的副作用。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合胶原蛋白的磷酸钙生物陶瓷的制备方法，包括：

步骤S1，筛选所需的磷酸钙陶瓷颗粒；

步骤S2，配置至少一种浓度的胶原蛋白液；

步骤S3，按照步骤S2中得到的所有所述胶原蛋白液的浓度从低到高的顺序，依次使用相应浓度的所述胶原蛋白液在所述磷酸钙陶瓷颗粒的表面形成相应的交联胶原涂层，且当步骤S2中所有所述胶原蛋白液的浓度数量为两种及两种以上时，使用后一种浓度的胶原蛋白液形成的交联胶原涂层是基于使用前一种浓度的胶原蛋白液形成的交联胶原涂层而形成，最终形成的交联胶原涂层构成包裹在所述磷酸钙陶瓷颗粒表面的交联胶原衣；