具严格等级结构的三维矿化胶原支架的制备方法、及其产品和应用

摘要

本发明公开了一种具严格等级结构的三维矿化胶原支架的制备方法、及其产品和应用。本发明的一种具严格等级结构的三维矿化胶原支架不仅复制了天然骨组织的化学成分(Ca/P=1.67)，更重要是重现了天然骨矿化胶原的等级结构即纳米板状晶体在纤维内形成的周期性横纹结构（D=67nm）。这种新的具严格等级结构的矿化胶原支架在干湿状态下的机械性能及生物相容性（细胞增殖，分化，成骨能力）均优于传统矿化胶原。而且，这种新的具严格等级结构的矿化胶原支架的机械性能（13.7±2.6GPa）与骨组织类似。因此本发明所述的具严格等级结构的三维矿化胶原支架在制备骨组织修复材料领域将具有广泛的应用前景。

主权项

一种具严格等级结构的三维矿化胶原支架的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）胶原磷酸化：将盛有3－4mg/ml鼠尾I型原胶原溶液的透析袋，浸泡于质量百分含量为1.25－2.5％的三聚磷酸钠溶液中5－10min，使胶原磷酸化；（2）无定型磷酸钙（ACP）的制备：将0.5g－1g I型白色硅酸盐水门汀浸泡于30－40ml含0.5－1mg/ml聚丙烯酸的人工模拟体液中，于37℃反应1－2d，得到含有大小为45‑50nm的纳米无定型磷酸钙的溶液；（3）胶原的纤维化及再矿化：将步骤（1）得到的磷酸化的胶原置于步骤（2）得到的含ACP的溶液中，胶原质量与溶液体积比例为0.5‑1mg：1ml，5－7d后，磷酸化的胶原将诱导纳米无定型磷酸钙在胶原纤维内的有序排列与成核，形成具严格等级结构的矿化胶原；（4）三维矿化胶原支架的合成：将步骤（3）得到的矿化胶原于0.1M磷酸缓冲液中透析30min，之后置于4℃，3000－5000g离心5－10min，去掉上清液，向沉淀中加入适量的0.1M磷酸缓冲液，充分混匀后制备成悬浊液，倒入24孔板，于‑25～‑40℃冷冻24－48h，并冻干形成三维的疏松的多孔矿化胶原支架；再使用含有1‑（3‑二甲基氨基丙基）‑3‑乙基碳化二亚胺及N‑羟基丁二酰亚胺的混合液交联4－24h，采用甘氨酸溶液与双蒸水交替冲洗，冻干，即得到孔径为80－300μm的，具严格等级结构的三维矿化胶原支架。