一种复合骨组织工程多孔支架材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石/壳聚糖复合骨组织工程多孔支架材料及其制备，属于生物工程材料技术领域。本发明采用生物相容性好的可降解生物材料魔芋葡甘聚糖、羟基磷灰石和壳聚糖为基本原料，分别制备成魔芋葡甘聚糖溶液，羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体悬浮液，混合后制备成混合物凝胶，经熟化、除碱、冷冻干燥，制备出魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石/壳聚糖复合骨组织再生修复的可降解多孔支架。该支架材料不仅制备工艺简单、成本低，而且所制备可降解多孔支架与创伤部位相容性好。细胞试验和动物实验表明：该支架可以在体内(骨缺损病变部位等)普遍使用，是一种促进并诱导骨缺损修复的、抗菌的、在体内降解速率可调的多功能复合材料。

主权项

一种复合骨组织工程多孔支架材料的制备方法，其特征在于复合骨组织工程多孔支架材料化学分子式为：[Ca10(PO4)6(OH)2]l·[CS]m·[KGM]n上述式中：Ca10(PO4)6(OH)2即HAP，为羟基磷灰石，CS为壳聚糖，KGM为魔芋葡甘聚糖，复合骨组织工程多孔支架材料中羟基磷灰石，壳聚糖，魔芋葡甘聚糖的质量比例为：l＝100，m＝5～28，n＝0.6～13；具体制备步骤如下：(1)将有机酸溶于水中配制2.5～5.0％的有机酸水溶液；40～80℃下，将壳聚糖溶于上述有机酸水溶液，形成壳聚糖/有机酸水溶液，其中有机酸/壳聚糖质量比为2∶1～1∶3；将磷酸溶于上述壳聚糖/有机酸水溶液，形成壳聚糖/有机酸/磷酸水溶液，其中磷酸浓度为0.1ml/ml；上述壳聚糖/有机酸/磷酸水溶液稀释至600～1000ml，充分搅拌，备用；(2)将氢氧化钙溶于水中，形成浓度为1.25×10‑3～1.5×10‑3g/ml的氢氧化钙水溶液，充分搅拌，备用；(3)将(1)、(2)中壳聚糖/有机酸/磷酸水溶液和氢氧化钙水溶液共沉淀法反应，其中壳聚糖/有机酸/磷酸水溶液和氢氧化钙水溶液的量以磷酸/氢氧化钙摩尔比为3∶5而定，25％氨水调节pH值，控制pH值为8.5～12，控制壳聚糖/有机酸/磷酸水溶液滴加速率为1.0～1.5ml/min，氢氧化钙水溶液滴加速率为4.0～6.5ml/min，充分搅拌；共沉淀反应结束后继续搅拌16～24h，得到羟基磷灰石/壳聚糖复合溶胶；上述羟基磷灰石/壳聚糖复合溶胶在4℃下陈化7～14天，分离上层清液，以烘干或冻干法干燥，得到羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体；上述羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体经研磨、筛分，得到400目羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体，灭 菌，阴凉干燥处保存，备用；(4)将魔芋葡甘聚糖溶于水，形成魔芋葡甘聚糖水溶液，其浓度为0.01～0.1g/ml；将(3)中400目羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体溶于水中，形成羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体悬浊液，其浓度为0.075～0.4g/ml；(5)将(4)中魔芋葡甘聚糖水溶液和羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体悬浊液混合搅拌，其中魔芋葡甘聚糖水溶液和羟基磷灰石/壳聚糖复合粉体悬浊液比例为1∶2～2∶1，并控制二者总体积为40ml；加入碱性溶液调节pH值为9～11；(6)将(5)中所得混合液体在40～80℃下形成凝胶，凝胶时间为0.5～24h；上述凝胶在40～80℃下除碱24～96h，直至pH为6～7；(7)将(6)中所得凝胶在‑10～80℃下冰冻0.5～4h，得到冻凝胶；上述冻凝胶在‑50℃下冷冻干燥1～5天，得到魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石/壳聚糖复合可降解多孔支架；所述的有机酸采用柠檬酸、甲酸、乙酸、丙酸、乳酸或马来酸中的任一种；所述的碱性溶液采用氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾的任一种。