專利名稱：顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工骨修復(fù)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種顆粒定向排列的納 米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法。
背景技術(shù)：
骨缺損修復(fù)是國內(nèi)外臨床醫(yī)學(xué)和生物材料領(lǐng)域長期以來的一個(gè)重要的研 究課題。迄今為止臨床上對創(chuàng)傷、感染和腫瘤切除后所造成的大范圍骨缺損 的修復(fù)問題仍未得到有效的解決。自體骨由于來源有限，同時(shí)會給患者帶來 痛苦，其他骨修復(fù)材料，如異體骨，或異種骨容易導(dǎo)致免疫問題和疾病傳染。 而人工骨修復(fù)材料由于和自然骨高度精密的礦化結(jié)構(gòu)差異較大，也還存在很 多問題。
作為人工骨修復(fù)材料，從成分和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行仿生是目前和今后發(fā)展的 主要方向。而人體骨組織是一種納米羥基磷灰石和膠原組裝復(fù)合的，高度精 密的自然礦化生物結(jié)構(gòu)材料。作為仿生性的骨修復(fù)材料，或者組織工程支架 材料，模擬自然骨的組成和結(jié)構(gòu)，將納米羥基磷灰石與膠原復(fù)合進(jìn)行構(gòu)建是 一種非常有前景的生物材料制備方法。
目前大多數(shù)羥基磷灰石/膠原復(fù)合物實(shí)際上是羥基磷灰石粉體和膠原的 機(jī)械混合物，通常是將燒結(jié)的羥基磷灰石研磨后與膠原溶液混合均勻制成。 馬寧，曾毅，張莉，等.多孔納米羥基磷灰石/膠原復(fù)合材料的制備及性能.吉
林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)，2006， 32 (1) : 90-93,該文以氫氧化鈣和磷酸為原 料合成納米羥基磷灰石，真空烘干后再分別在30(TC、 60(TC和80(TC的溫度下 燒結(jié)，并與從牛肌腱中提取可溶性I型膠原混合，應(yīng)用戊二醛交聯(lián)凍干法使二 者復(fù)合制備呈三維網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)生物多孔膜，孔徑10 40um，由納米尺度的羥 基磷灰石和膠原纖維組成。韓長菊，葉金鳳，陳慶華，等.物理發(fā)泡法制備 羥基磷灰石/膠原蛋白多孔支架材料.佛山陶瓷，2006， 11 (119) : 8-10， 該文以氫氧化鈣懸浮液和磷酸為主要實(shí)驗(yàn)原料用共滴定的方法合成羥基磷灰 石，然后把羥基磷灰石粉與一定量的膠原蛋白溶液混合，經(jīng)過物理發(fā)泡、冷
4凍、微波干燥的過程，得到氣孔率為79% 89%的羥基磷灰石/膠原蛋白多孔 支架材料。上述方法雖然制備了滿足一定性能要求的納米羥基磷灰石/膠原復(fù) 合材料，但是羥基磷灰石粉末很容易團(tuán)聚，實(shí)際上很難均勻分散并且和膠原 基體之間無法形成有效鍵合，陶瓷顆粒只能松散的分布于膠原框架內(nèi)，并不 能有效地實(shí)現(xiàn)納米羥基磷灰石與膠原的仿生構(gòu)建，從而限制其功能及在生物 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，通過研發(fā)一種結(jié)晶程度可 控、高度分散，且與高分子材料具有穩(wěn)定鍵合的一種顆粒定向排列的納米羥 基磷灰石溶膠，提供一種將上述溶膠與膠原基體復(fù)合得到的顆粒定向排列的 納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的是通過如下措施來實(shí)現(xiàn)的。
顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法，其特征在于，改 性后的納米羥基磷灰石以溶膠狀態(tài)與膠原溶液充分混合分散，注模成型，具 體包括以下步驟及其工藝條件
步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備
(1) 以聚乙烯吡咯烷酮同時(shí)為模板劑、分散劑和改性劑；
(2) 配制0. 01 3mol/L的鈣鹽和0. 006 1. 8mol/L的磷酸鹽溶液或配 制0. 01 3mol/L的鈣鹽溶液和0. 006 1. 8mol/L的磷酸；
(3) 采用高速分散機(jī)，在堿液控制體系中，將上述(1) 、 (2)的物料 充分進(jìn)行混合，形成納米羥基磷灰石溶膠；該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣 磷摩爾比達(dá)1.6 1.7:1，按質(zhì)量百分比計(jì)聚乙烯吡咯垸酮含量為0.01 50 %;
步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化
上述溶膠在20 10(TC的溫度下陳化至少24小時(shí)，然后用去離子水充分 洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠； 步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型
(1) 用醋酸溶液配制3mg/ml 20mg/ml的膠原溶液；
(2) 采用高速分散機(jī)，將膠原溶液與步驟二的納米羥基磷灰石溶膠充分 混合，得到納米羥基磷灰石/膠原的混合液；所述納米羥基磷灰石溶膠膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為O. 1 9:1;
(3)將納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置除去氣泡后注入模型，再置 于超低溫冰箱中冷凍至少24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥至少24 小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；
步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理
(1) 首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用堿液或者緩沖溶液浸泡1 3小 時(shí)，然后再用去離子水浸泡1 3小時(shí)，至少每半小時(shí)換一次水；
(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入超低溫冰箱中冷凍至少 24小時(shí)后轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥至少24小時(shí)，最后得到顆粒定向排列 的納米羥基磷灰石/膠原支架。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，為步驟一 (3)所述物料充分混合過程中聚乙烯 吡咯垸酮的加入方式提供以下兩種方法，供擇一使用
(1) 將聚乙烯吡咯烷酮加入到鈣鹽溶液或磷酸鹽溶液或磷酸中，或加入 到轉(zhuǎn)鹽和磷酸鹽或鈣鹽和磷酸的混合溶液中；
(2) 先配制聚乙烯吡咯垸酮水溶液，再用聚乙烯吡咯垸酮水溶液配制鈣 鹽和磷酸鹽或鈣鹽和磷酸溶液。
所述鈣鹽為硝酸鈣或氫氧化鈣；磷酸鹽采用磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉或 磷酸氫二鉀。
步驟二所述陳化有以下兩種方式，擇一使用
(1) 將納米羥基磷灰石溶膠自然放置陳化；
(2) 將納米羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置陳化。 所述堿液控制體系pH值大于10. 5。 所述堿液為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。 所述高速分散機(jī)的速度范圍為100 8000轉(zhuǎn)/分。
所述所采用聚乙烯吡咯烷酮的類型為K15、 K30、 K60或K90;所述膠原 為I型膠原。
所述超低溫冰箱中冷凍的溫度范圍為-5 °C -80 °C 。 所述緩沖溶液是指磷酸氫二鈉、碳酸氫鈉溶液。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明制備的納米羥基磷灰石/膠原支架是改性后的納米羥基磷灰石以溶膠狀態(tài)與膠原溶液充分混合分散，注模成型制備而成，使羥基磷灰石顆 粒在膠原基體中分散良好且與膠原之間能形成有效、穩(wěn)定的鍵合，并在膠原 基體中顆粒呈現(xiàn)定向排列，從而在結(jié)構(gòu)和功能上實(shí)現(xiàn)對天然骨的仿生構(gòu)建。 本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)制備的支架中羥基磷灰石粉末與膠原基體之間無法形 成有效鍵合，羥基磷灰石顆粒只能松散的分布于膠原框架內(nèi)，并不能有效地 實(shí)現(xiàn)納米羥基磷灰石與膠原的仿生構(gòu)建的問題。
2、 本發(fā)明改進(jìn)并優(yōu)化了工藝，制備過程羥基磷灰石結(jié)晶程度可控、高度 分散，解決了現(xiàn)有技術(shù)方法中羥基磷灰石容易團(tuán)聚，結(jié)晶度不可控且與高分 子材料的界面相容性差，不能實(shí)現(xiàn)良好的分散等問題。采用本方法制備的羥 基磷灰石溶膠具有定向結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度可控，且與高分子材料具有穩(wěn)定鍵合， 有良好結(jié)合力和相容性等特點(diǎn)。
3、 本發(fā)明采用具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性，良好的生物相容性和生理安全性 的聚乙烯吡咯垸酮作為模板劑、分散劑和改性劑，解決了添加某些表面活性 劑作為分散劑來改善納米羥基磷灰石團(tuán)聚而引起的生理毒性的問題。
4、 本發(fā)明制備工藝簡單，操作簡捷，易于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但實(shí)施方式并不僅限 于此。
實(shí)施例1
一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法包括以下步
驟及其工藝條件
步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備
(1) 以聚乙烯吡咯垸酮(PVP K15)同時(shí)為模板劑、分散劑、改性劑；
(2) 使用去離子水配制含硝酸鈣0.01mol/L，磷酸氫二銨0.006mol/L 的溶液，然后將O. lg PVP K15加入到上述硝酸鈣溶液中充分溶解；
(3) 采用100轉(zhuǎn)/分的高速分散機(jī)，在氨水控制體系pH值為10。 6條件 下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進(jìn)行混合，形成納米羥基磷灰石溶膠， 使該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣磷摩爾比達(dá)1.6:1，按質(zhì)量百分比計(jì)聚乙 烯吡咯烷酮含量為0.01%;
步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化上述納米羥基磷灰石溶膠在常溫下(20°C)，自然放置陳化24小時(shí)，然 后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠； 步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%醋酸溶液配制3mg/ml的I型膠原溶液；
(2) 按照納米羥基磷灰石溶膠:膠原溶質(zhì)質(zhì)量比為9:1的比例將其混合， 并采用高速分散機(jī)以100轉(zhuǎn)/分的速度分散得到納米羥基磷灰石/膠原的混 合液；
(3) 將上述納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置30分鐘除去氣泡后注入 模型，再后置于-5E的超低溫冰箱中冷凍24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷 凍干燥24小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；
步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理
(1) 首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用質(zhì)量百分比濃度為0. 5%的氨水 浸泡1小時(shí)，然后再用去離子水浸泡3小時(shí)，每隔半小時(shí)換一次水；
(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-5'C的超低溫冰箱中冷凍 24小時(shí)后再轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥24小時(shí)，最后得到顆粒定向排列的 納米羥基磷灰石/膠原支架。
實(shí)施例2
一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法包括以下步 驟及其工藝條件
步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備
(1) 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)同時(shí)為模板劑、分散劑、改性劑；
(2) 使用質(zhì)量百分比0. 5%的PVP K30水溶液配制含硝酸鈣0. lmol/L， 磷酸氫二鈉0. 06mol/L的溶液；
(3) 采用1000轉(zhuǎn)/分的高速分散機(jī)，在氫氧化鈉控制體系pH值為11的 條件下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進(jìn)行混合，形成納米羥基磷灰石溶 膠，使該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣磷摩爾比達(dá)1.65:1，按質(zhì)量百分比計(jì) 聚乙烯吡咯烷酮含量為0. 5%;
步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化
將上述羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置，在5(TC蒸發(fā)回流36小 時(shí)陳化；然后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠；
步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%醋酸溶液配制5mg/ml的I型膠原溶液；
(2) 按照納米羥基磷灰石溶膠:膠原溶質(zhì)質(zhì)量比為2.5:1的比例，將其 混合，并采用高速分散機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分的速度分散得到納米羥基磷灰石/膠原 的混合液；
(3) 將上述納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置30分鐘除去氣泡后注入 模型，再置于-l(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷 凍干燥36小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；
步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理
(1) 首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用質(zhì)量百分比濃度為0.005mol/L 的氫氧化鈉溶液浸泡2小時(shí)，然后再用去離子水浸泡3小時(shí)，每隔半小時(shí)換 一次水；
(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-10'C的超低溫冰箱中冷 凍24小時(shí)后再轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥36小時(shí)，最后得到顆粒定向排列 的納米羥基磷灰石/膠原支架。
實(shí)施例3
一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法包括以下步 驟及其工藝條件
步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備
(1) 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP K60)同時(shí)為模板劑、分散劑、改性劑；
(2) 使用質(zhì)量百分比5%的PVP K60水溶液配制含硝酸鈣0. 5mol/L，磷 酸氫二鉀0. 3mol/L的溶液；
(3) 采用2000轉(zhuǎn)/分的高速分散機(jī)，在氫氧化鉀控制體系pH值為11. 5 條件下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進(jìn)行混合，形成納米羥基磷灰石溶 膠，使該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣磷摩爾比達(dá)1.67:1，按質(zhì)量百分比計(jì) 聚乙烯吡咯烷酮含量為5%;
步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化
將上述羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置，在70'C蒸發(fā)回流48小 時(shí)陳化，然后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠；
步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%醋酸溶液配制7mg/ml的I型膠原溶液；
(2) 按照納米羥基磷灰石溶膠:膠原溶質(zhì)質(zhì)量比為1: 1的比例，將其混 合，并采用高速分散機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分的速度分散得到納米羥基磷灰石/膠原 的混合液；
(3) 將上述納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置30分鐘除去氣泡后注入 模型，再置于-2(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷 凍干燥48小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；
步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理
(1) 首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用0. 5mol/L的氫氧化鉀溶液作緩 沖溶液浸泡3小時(shí)，然后再用去離子水浸泡3小時(shí)，每隔半小時(shí)換一次水；
(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-2(TC的超低溫冰箱中冷 凍24小時(shí)后再轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48小時(shí)，最后得到顆粒定向排列 的納米羥基磷灰石/膠原支架。
實(shí)施例4
一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法包括以下步 驟及其工藝條件
步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備
(1) 以聚乙烯吡咯垸酮(PVP K90)同時(shí)為模板劑、分散劑、改性劑；
(2) 使用去離子水配制含氫氧化鈣lmol/L，磷酸0.6mol/L的溶液，然 后分別將5g PVP K90加入到上述氫氧化鈣和磷酸中充分溶解；
(3) 采用5000轉(zhuǎn)/分的高速分散機(jī)，在氫氧化鉀控制體系pH值為12的 條件下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進(jìn)行混合，形成納米羥基磷灰石溶 膠，使該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣磷摩爾比達(dá)1.67:1，按質(zhì)量百分比計(jì) 聚乙烯吡咯烷酮含量為10%;
步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化
將上述羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置，在9(TC蒸發(fā)回流60小 時(shí)陳化，然后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰 石溶膠；步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%醋酸溶液配制10mg/ml的I型膠原溶液；
(2) 按照納米羥基磷灰石溶膠:膠原溶質(zhì)質(zhì)量比為0.45: 1的比例，將 其混合，并采用高速分散機(jī)以5000轉(zhuǎn)/分的速度分散得到納米羥基磷灰石/ 膠原的混合液；
(3) 將上述納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置1小時(shí)除去氣泡后注入 模型，再置于-65'C的超低溫冰箱中冷凍24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷 凍干燥48小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；
步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理
(1) 首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用1 mol/L的碳酸氫鈉溶液浸泡 3小時(shí)，然后再用去離子水浸泡3小時(shí)，每隔半小時(shí)換一次水；
(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-65。C的超低溫冰箱中冷 凍24小時(shí)后再轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48小時(shí)，最后得到顆粒定向排列 的納米羥基磷灰石/膠原支架。
實(shí)施例5
一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法包括以下步 驟及其工藝條件
步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備
(1) 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP K90)同時(shí)為模板劑、分散劑、改性劑；
(2) 使用去離子水配制含氫氧化鈣3mol/L，磷酸氫二鉀1.8mol/L的溶 液，然后將50g PVP K90加入到上述磷酸氫二鉀中充分溶解；
(3) 采用8000轉(zhuǎn)/分的高速分散機(jī)，在氨水控制體系pH值為12條件下， 將上述的物料充分進(jìn)行混合，形成納米羥基磷灰石溶膠，使該納米羥基磷灰 石溶膠體系中鈣磷摩爾比達(dá)1.7:1，按質(zhì)量百分比計(jì)聚乙烯吡咯垸酮含量為 50%;
步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化
上述溶膠在10(TC的溫度下放置，陳化48小時(shí)，然后再用去離子水充分 洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠； 步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型 (1)用質(zhì)量百分比濃度為2%醋酸溶液配制20mg/ml的I型膠原溶液；(2) 按照納米羥基磷灰石溶膠:膠原溶質(zhì)質(zhì)量比為0.1:1的比例，將其 混合，并采用高速分散機(jī)以8000轉(zhuǎn)/分的速度分散得到納米羥基磷灰石/膠 原的混合液；
(3) 將上述納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置1小時(shí)除去氣泡后注入 模型，再置于-8(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷 凍干燥48小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；
步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理
(1) 首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用0.05mol/L的磷酸氫二鈉溶液 浸泡3小時(shí)，然后再用去離子水浸泡3小時(shí)，每隔半小時(shí)換一次水；
(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-8(TC的超低溫冰箱中冷 凍24小時(shí)后再轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48小時(shí)，最后得到顆粒定向排列 的納米羥基磷灰石/膠原支架。
權(quán)利要求
1、顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法，其特征在于，改性后的納米羥基磷灰石以溶膠狀態(tài)與膠原溶液充分混合分散，注模成型，具體包括以下步驟及其工藝條件步驟一納米羥基磷灰石溶膠的制備(1)以聚乙烯吡咯烷酮同時(shí)為模板劑、分散劑和改性劑；(2)配制0.01～3mol/L的鈣鹽和0.006～1.8mol/L的磷酸鹽溶液或配制0.01～3mol/L的鈣鹽溶液和0.006～1.8mol/L的磷酸；(3)采用高速分散機(jī)，在堿液控制體系中，將上述(1)、(2)的物料充分混合，形成納米羥基磷灰石溶膠；該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣磷摩爾比達(dá)1.6～1.7∶1，按質(zhì)量百分比計(jì)聚乙烯吡咯烷酮含量為0.01～50％；步驟二納米羥基磷灰石溶膠的陳化上述溶膠在20～100℃的溫度下陳化至少24小時(shí)，然后用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠；步驟三納米羥基磷灰石/膠原支架的成型(1)用醋酸溶液配制3mg/ml～20mg/ml的膠原溶液；(2)采用高速分散機(jī)，將膠原溶液與步驟二的納米羥基磷灰石溶膠充分混合，得到納米羥基磷灰石/膠原的混合液；所述納米羥基磷灰石溶膠∶膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為0.1～9∶1；(3)將納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置除去氣泡后注入模型，再置于超低溫冰箱中冷凍至少24小時(shí)，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥至少24小時(shí)，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；步驟四納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理(1)首先將納米羥基磷灰石/膠原支架用堿液或者緩沖溶液浸泡1～3小時(shí)，然后再用去離子水浸泡1～3小時(shí)，至少每半小時(shí)換一次水；(2)將清洗后的支架材料放回模型，再次放入超低溫冰箱中冷凍至少24小時(shí)后轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥至少24小時(shí)，最后得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架制備方法，其特征在于步驟一 (3)所述物料充分混合過程中聚乙烯吡咯垸酮的 加入方式有以下兩種，擇一使用-(1) 將聚乙烯批咯烷酮加入到鈣鹽溶液或磷酸鹽溶液或磷酸中，或加入 到#5鹽和磷酸鹽或鈣鹽和磷酸的混合溶液中；(2) 先配制聚乙烯吡咯垸酮水溶液，再用聚乙烯吡咯烷酮水溶液配制鈣 鹽和磷酸鹽或鈣鹽和磷酸溶液。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支 架的制備方法，其特征在于所述鈣鹽為硝酸鈣或氫氧化鈣；磷酸鹽采用磷酸 氫二銨、磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的 制備方法，其特征在于步驟二所述陳化有以下兩種方式，擇一使用(1) 將納米羥基磷灰石溶膠自然放置陳化；(2) 將納米羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置陳化。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的 制備方法，其特征在于所述堿液控制體系pH值大于10. 5。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支 架的制備方法，其特征在于所述堿液為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的 制備方法，其特征在于所述高速分散機(jī)的速度范圍為100 8000轉(zhuǎn)/分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的 制備方法，其特征在于所述所采用聚乙烯吡咯垸酮的類型為K15、 K30、 K60 或K90;所述膠原為I型膠原。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法，其特征在于所述超低溫冰箱中冷凍的溫度范圍為-5x: -8(rc。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米羥基磷灰石顆粒定向排列的納米羥基磷 灰石/膠原支架的制備方法，其特征在于所述緩沖溶液是指磷酸氫二鈉或碳酸 氫鈉溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法。該方法以聚乙烯吡咯烷酮同時(shí)為模板劑、分散劑和改性劑在堿液控制體系中充分混合，形成鈣磷摩爾比達(dá)1.6～1.7∶1，按質(zhì)量百分比計(jì)聚乙烯吡咯烷酮含量為0.01～50％的溶膠體系；經(jīng)陳化洗滌得到納米羥基磷灰石溶膠；然后按照納米羥基磷灰石溶膠∶膠原溶質(zhì)質(zhì)量比為0.1～9∶1的比例混合并高速分散，注入模具后冷凍干燥，得到納米羥基磷灰石/膠原支架。該支架中的羥基磷灰石顆粒在膠原基體中分散良好且與膠原之間形成有效、穩(wěn)定的鍵合，并呈現(xiàn)定向排列，從而在結(jié)構(gòu)和功能上實(shí)現(xiàn)對天然骨的仿生構(gòu)建。本法工藝簡單，操作簡捷，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號A61L27/24GK101554493SQ20091013699
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者寧成云, 尹兆益, 王迎軍, 鄭華德 申請人:華南理工大學(xué);廣州南楓生物科技有限公司