一種骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架及其制備方法，屬于生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，該復(fù)合支架是以激光加工成型得到的有機(jī)泡沫為載體，浸漬含有磷酸鈣粉體的漿料，再進(jìn)行加熱、干燥、熱處理等工藝，制備出具有不規(guī)則通孔和規(guī)則直通孔相結(jié)合的多孔磷酸鈣支架，然后將制備出的多孔磷酸鈣支架與明膠復(fù)合，得到骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架，該復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，孔隙率為70~95%，不規(guī)則直通孔孔徑為50?600μm，規(guī)則直通孔孔徑為0.4?1.8mm，本發(fā)明所述方法工藝簡(jiǎn)單，便于操作，產(chǎn)量穩(wěn)定，制備出的支架細(xì)胞毒性合格，成骨效果良好，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】
一種骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架及其制備方法，屬于生 物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球生態(tài)環(huán)境的日益惡化，由于感染、腫瘤、創(chuàng)傷等原因造成的骨缺損病例越 來(lái)越多，人們對(duì)合成生物材料需求不斷增大，越來(lái)越多的研究者投人大量的精力和物力研 究開發(fā)骨修復(fù)或骨替代材料，因此，具有良好的生物活性、生物相容性、骨傳導(dǎo)性能等的鈣 磷陶瓷，作為骨修復(fù)或替代材料被廣泛研究，但如何合成出與自然骨強(qiáng)度相似、細(xì)胞界面相 容性好及降解速率與骨形成速率一致的鈣磷陶瓷材料，是目前骨組織工程研究領(lǐng)域亟待解 決的問(wèn)題之一。
[0003] 羥基磷灰石(HAP)性脆，微溶于水，易溶于酸而難溶于堿，呈弱堿性，是人體和動(dòng)物 骨骼的主要無(wú)機(jī)成分，羥基磷灰石在人體骨中，成分大約占60%，是一種長(zhǎng)度為20~40nm，厚 度為1.5~3. Onm的針狀結(jié)晶，其周圍規(guī)則地排列著骨膠原纖維，羥基磷灰石晶體為六方晶 系，其結(jié)構(gòu)為六角柱體，與C軸垂直的面試一個(gè)六邊行，A、B軸夾角120，晶胞參數(shù)a=b=0.943~ 0.938nm，c=0.688~0.686nm，其結(jié)構(gòu)中存在兩種Ca+:配位數(shù)為9的Ca( 1)和配位數(shù)為7的Ca (2)位置。羥基磷灰石由于其具有良好的骨傳導(dǎo)性能和生物活性，能與骨組織形成牢固的骨 性結(jié)合促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)，并且形態(tài)比較穩(wěn)定，是公認(rèn)的性能良好的骨修復(fù)材料。
[0004] 磷酸三鈣(TCP)有4種同質(zhì)異晶體，分別是α型、β型、γ型和超α型，γ多晶型是一種 高壓相，超α多晶型在約1500°C以上的高壓條件下才能被觀察到，因此，常見的磷酸三鈣陶 瓷為α型和β型，X衍射分析證明溫度為1120~1290Γ時(shí)，β多晶型會(huì)轉(zhuǎn)化為α多晶型，目前的骨 修復(fù)材料的應(yīng)用一般選擇β-磷酸三鈣而非α-磷酸三鈣，其中主要原因是β-磷酸三鈣（β-TCP)類似于人骨的天然無(wú)機(jī)構(gòu)成，具有優(yōu)于其他無(wú)機(jī)材料的生物相容性，植入后與機(jī)體骨 接合良好，骨傳導(dǎo)性好;磷酸三鈣的溶解度過(guò)大，植入人體后降解和成骨不能很好匹配， 導(dǎo)致人工骨材料不能較好地發(fā)揮作用。
[0005] 明膠是動(dòng)物膠原蛋白部分水解后得到的產(chǎn)物，是一種膠原三螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為無(wú)規(guī) 則鏈而獲得的蛋白質(zhì)，因而具有良好的生物可降解性和生物相容性，長(zhǎng)期以來(lái)廣泛應(yīng)用于 食品、醫(yī)藥等行業(yè)，但是，由于膠原在體溫下水溶性好、體內(nèi)降解快，經(jīng)常需要交聯(lián)后使用。
[0006] 當(dāng)生物陶瓷應(yīng)用于臨床時(shí)，生物陶瓷的結(jié)構(gòu)主要指空隙因素，如孔徑尺寸、空隙 率、孔的貫穿性等，極大地影響了陶瓷的生物學(xué)性能和應(yīng)用。理想的細(xì)胞支架材料一般具備 三維立體多孔結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可提供寬大的表面積和空間，利于細(xì)胞粘附生長(zhǎng)、細(xì)胞外基質(zhì) 沉積、營(yíng)養(yǎng)和氧氣進(jìn)入及代謝產(chǎn)物排出，液有利于血管和神經(jīng)長(zhǎng)入。Lane J. Μ.的研究表 明，有利于骨組織生長(zhǎng)的最佳孔徑是150_500μπι，整體孔隙容積高、孔徑大的材料，更有利于 體液在其中循環(huán)，為材料內(nèi)細(xì)胞提供養(yǎng)分，加強(qiáng)機(jī)體組織與材料的緊密附著，微孔結(jié)構(gòu)有利 于組織的滲入，產(chǎn)生局部酸性環(huán)境，促進(jìn)材料的降解;大孔結(jié)構(gòu)則有利于發(fā)揮材料的骨傳導(dǎo) 性，有利于纖維血管組織和骨組織長(zhǎng)入，400μπι-700μπι的大孔有利于纖維血管組織和骨組織 長(zhǎng)入；貫通道尺寸大，細(xì)胞迀移時(shí)遭遇的阻力小，骨形成效率高，是影響陶瓷上細(xì)胞生長(zhǎng)的 重要參數(shù)。
[0007] 目前用于制備多孔生物支架的方法主要有添加造孔劑法、有機(jī)泡沫浸漬法、發(fā)泡 反應(yīng)法、溶膠-凝膠法等，其中添加造孔劑法難以得到高的孔隙率，并且易造成支架材料的 孔徑分布不均勻;發(fā)泡法則很難控制氣孔的分布，并且多孔體的機(jī)械強(qiáng)度往往不高;而泡沫 浸漬法工藝簡(jiǎn)單，制備的多孔材料孔隙率高(70-90%)，孔徑可控且為三維開孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能 夠適應(yīng)一定范圍的應(yīng)力變化，同時(shí)多孔組織能夠使血液流通，保證骨組織的正常生長(zhǎng)，能較 好地滿足骨組織工程支架材料對(duì)多孔結(jié)構(gòu)的要求，但現(xiàn)今應(yīng)用的泡沫浸漬法制備的生物陶 瓷支架均為三維通孔結(jié)構(gòu)，如何使三維貫通多孔陶瓷的孔洞結(jié)構(gòu)更優(yōu)化，是目前研究的一 個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架，所述復(fù)合 支架以磷酸鈣多孔支架為基體，明膠為第二材料復(fù)合制得，該復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和 規(guī)則直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔隙率為70~95%，不規(guī)則直通孔孔徑為50-600μπι，規(guī)則直 通孔孔徑為0.4_1.8mm。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備 方法，具體包括以下步驟： (1) 采用激光加工成型技術(shù)將有機(jī)泡沫制備成具有規(guī)則通孔的有機(jī)泡沫載體A; (2) 將蒸餾水和硅溶膠以質(zhì)量比為1:0-1:3的比例混合均勻，得溶液B; (3) 將磷酸鈣粉體與雞蛋清以質(zhì)量比為1:3-1:7的比例混合均勻，得到漿料C; (4) 將溶液B按體積比2:1-2:7加入到漿料C中，其中溶液B可以是不含硅溶膠的蒸餾水， 混勻得到浸漬漿料； (5) 將有機(jī)泡沫載體A置于步驟(4)得到的浸漬漿料中，在微波加熱條件下、30-60°C浸 漬1 -5次，每次浸漬1 _5min;再在40-60°C，干燥6-18小時(shí)，得到浸漬坯體D; (6) 將浸漬坯體D進(jìn)行熱處理，得到磷酸鈣多孔支架E; (7) 按照質(zhì)量比為1:50-1:10的比例將明膠與蒸餾水進(jìn)行混合，在40-70°C的溫度下，劇 烈攪拌，使明膠完全溶解，得到明膠溶液F，將明膠溶液F置于25-40°C保存； (8 )將磷酸鈣多孔支架E放入明膠溶液F中，25-40 °C靜置浸泡12-48h，取出用濾紙充分 吸取支架表面多余溶液，空氣中靜置5-15 min得到支架G; (9)將支架G在常溫下放入Ι-lOwt%的戊二醛溶液中交聯(lián)6-24 h，取出后置于蒸餾水中 浸泡3-5次，每次10-30min，干燥后，得到多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架H。
[0010]優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1)所述有機(jī)泡沫為聚氨酯泡沫，其密度為15-50kg/m3,激光 成型后其直通孔孔徑為0.6-2mm。
[0011] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟(2)所述硅溶膠的分子式為mSWs · ηΗ20,主要成分為二氧化 娃。
[0012] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟(3)所述的磷酸鈣粉體為β-磷酸三鈣和/或羥基磷灰石，其粉 體粒徑為0.1-40μηι。
[0013] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟(6)所述熱處理工藝為：以l-3°C/min的升溫速率從室溫升到 130-160°C，以4-6°C/min的升溫速率從130-160°C升到280-320°C，以Ο· 5-2.5°C/min的升溫 速率從280-320°C升到550-650°C，以4-8°C/min的升溫速率從550-650°C升到800-850°C，保 溫3-6h，最后隨爐冷卻。
[0014] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明采用激光加工成型技術(shù)制備出具有規(guī)則直通孔的有機(jī)泡沫載體，通過(guò)有機(jī) 泡沫浸漬法能夠提供一個(gè)組織生長(zhǎng)的三維支架結(jié)構(gòu)，制備出能更能滿足骨組織工程要求的 孔洞結(jié)構(gòu)和孔隙大小。
[0015] (2)β-磷酸三鈣和羥基磷灰石均為自然骨中的主要無(wú)機(jī)成分，具有優(yōu)異的生物相 容性，無(wú)生物毒性，具有良好的骨傳導(dǎo)性。
[0016] (3)β-磷酸三鈣/羥基磷灰石雙相磷酸鈣陶瓷材料具有比單一材料更好的降解性 能，當(dāng)植入人體后，這類材料最終和自體骨組織融合并逐漸被自體骨組織替代。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例2中采用的磷酸媽粉體和實(shí)施例2制備的骨組織工程用多孔磷 酸鈣/明膠復(fù)合支架的XRD圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中采用的明膠和實(shí)施例2制備的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠 復(fù)合支架的FTIR圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的SEM圖片； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的SEM圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于所述內(nèi)容。
[0019] 實(shí)施例1 本實(shí)施例所述骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架，其具體組分為磷酸三鈣、明 膠，其中明膠組分的質(zhì)量占整個(gè)多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的12.7%，該復(fù)合支架具有不規(guī) 則通孔和規(guī)則直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔隙率為95%，不規(guī)則直通孔孔徑為100-500μπι， 規(guī)則直通孔孔徑為1-1.5_。
[0020] 本實(shí)施所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，具體包括以 下步驟： (1) 采用激光加工成型技術(shù)，將聚氨酯有機(jī)泡沫制備成具有規(guī)則通孔的聚氨酯有機(jī)泡 沫載體，聚氨酯泡沫的密度為15kg/m3,激光成型后直通孔孔徑為1.2-1.7mm，得到有機(jī)泡沫 載體A; (2) 將β-磷酸三鈣粉體與雞蛋清以質(zhì)量比為1:3的比例混合均勻，得到漿料C，其中β-磷 酸三鈣粉體粒徑為25-40μπι; (3) 將蒸餾水按體積比2:1加入到漿料C中，用玻璃棒攪拌均勻得到浸漬漿料； (4) 將激光加工成型技術(shù)制備好的具有規(guī)則通孔的有機(jī)泡沫載體Α，置于步驟(4)得到 的浸漬漿料中，在微波加熱干燥器加熱到30°C條件下，浸漬1次，浸漬lmin;再置于40°C的烘 箱干燥6小時(shí)，得到浸漬坯體D; (5) 將浸漬坯體D置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理，熱處理工藝為：以TC/min的升溫速率從室 溫升到130°C，以4°C/min的升溫速率從130°C升到280°C，以0.5°C/min的升溫速率從280°C 升到550°C，以4°C/min的升溫速率從550°C升到800°C，保溫3h，最后隨爐冷卻，得到β-磷酸 三鈣多孔支架Ε; (6) 按照質(zhì)量比為1:50的比例將明膠與蒸餾水進(jìn)行混合，置于40°C的恒溫水浴中，劇烈 攪拌，使明膠完全溶解后，得到明膠溶液F，將明膠溶液F置于25 °C烘箱內(nèi)保存； (7 )將β-磷酸三鈣多孔支架E放入明膠溶液F中，在25 °C烘箱內(nèi)靜置浸泡12h，取出用濾 紙充分吸取支架表面多余溶液，并在空氣中靜置5min得到支架G; (8)將支架G在常溫下放入lwt%的戊二醛溶液中交聯(lián)6h后，取出置于蒸餾水中浸泡3次， 每次lOmin，干燥后，最終得到多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架H。
[0021] 本實(shí)施例通過(guò)對(duì)β-磷酸三鈣多孔支架E和最終得到的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架Η 分別進(jìn)行稱量，多次稱重計(jì)算得出該多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架中明膠組分的質(zhì)量占整個(gè) 支架的12.7%。
[0022] 本實(shí)施例制得的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則 直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔隙率為95%，不規(guī)則直通孔孔徑為100-500μπι，規(guī)則直通孔孔 徑為 1_1 · 5mm〇
[0023] 實(shí)施例2 本實(shí)施所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架，其具體組分為雙相磷酸鈣、明 膠和二氧化硅;雙相磷酸鈣為磷酸三鈣和羥基磷灰石兩相，明膠組分的質(zhì)量占整個(gè)多孔 磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的21.4%，該復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié) 構(gòu)，其孔隙率為84%，不規(guī)則直通孔孔徑為150-600μπι，規(guī)則直通孔孔徑為0.4-1.2_。
[0024] 本實(shí)施所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，具體包括以 下步驟： (1) 采用激光加工成型技術(shù)，將聚氨酯有機(jī)泡沫制備成具有規(guī)則通孔的聚氨酯有機(jī)泡 沫載體，聚氨酯泡沫的密度為30kg/m3，激光成型后直通孔孔徑為0.6-1.4mm，得到有機(jī)泡沫 載體A; (2) 將蒸餾水和硅溶膠(分子式為rnSWs · ηΗ20,主要成分為二氧化硅）以質(zhì)量比為1:2混 合均勻，得溶液B; (3) 將雙相磷酸鈣粉體與雞蛋清以質(zhì)量比為1:5的比例混合均勻，得到漿料C，其中雙相 磷酸鈣粉體為磷酸三鈣和羥基磷灰石粉體，粉體粒徑為5-1 Own，β-磷酸三鈣和羥基磷灰 石兩相質(zhì)量比為7:2; (4) 將溶液Β按體積比2:5加入到漿料C中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫浇n漿料； (5) 將激光加工成型技術(shù)制備好的具有規(guī)則通孔的有機(jī)泡沫載體Α，置于步驟(4)得到 的浸漬漿料中，在微波加熱干燥器加熱到40°C條件下，浸漬2次，每次浸漬2min;再置于50°C 的烘箱干燥12小時(shí)，得到浸漬坯體D; (6) 將浸漬坯體D置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理，熱處理工藝為：以2°C/min的升溫速率從室 溫升到150°C，以5°C/min的升溫速率從150°C上升到300°C，以2°C/min的升溫速率從300°C 上升到600°C，以6°C/min的升溫速率從600°C上升到830°C，保溫4h，最后隨爐冷卻，得到雙 相磷酸鈣多孔支架E; (7)按照質(zhì)量比為1:40的比例將明膠與蒸餾水進(jìn)行混合，置于60°C的恒溫沙浴中，劇烈 攪拌，使明膠完全溶解后，得到明膠溶液F，將明膠溶液F置于37 °C烘箱內(nèi)保存； (8 )將雙相磷酸鈣多孔支架E放入明膠溶液F中，在37 °C烘箱內(nèi)靜置浸泡24h，取出用濾 紙充分吸取支架表面多余溶液，并在空氣中靜置10 min得到支架G; (9)將支架G在常溫下放入2wt%的戊二醛溶液中交聯(lián)12 h后，取出置于蒸餾水中浸泡4 次，每次20min，干燥后，最終得到多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架H。
[0025] 本實(shí)施例通過(guò)對(duì)雙相磷酸鈣多孔支架E和最終得到的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架Η 分別進(jìn)行稱量，多次稱重計(jì)算得出該多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架中明膠組分的質(zhì)量占整個(gè) 支架的21.4%。
[0026] 本實(shí)施例中采用的磷酸鈣粉體和制備的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的XRD分析如 圖1所示，由圖可看出該粉體為雙相磷酸鈣粉體，具有為β-磷酸三鈣和羥基磷灰石兩相，該 多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架與粉體相比，磷酸三鈣和羥基磷灰石兩相成分未變，但彌散峰 明顯增多，這是由于明膠成分的加入使得結(jié)晶性降低的結(jié)果;本實(shí)施例中采用的明膠和制 備的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的FTIR分析如圖2所示，由圖可看出該復(fù)合支架紅外特征峰 與明膠完全吻合，說(shuō)明該復(fù)合支架中含有明膠成分;本實(shí)施例中制備的多孔磷酸鈣/明膠復(fù) 合支架的SEM圖片如圖3和圖4所示，由圖可看出，該復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則直通孔 相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，不規(guī)則直通孔孔徑為150-600μπι，規(guī)則直通孔孔徑為規(guī)則直通孔孔徑為 0.4-1.2mm，測(cè)得該復(fù)合支架孔隙率為84%，同時(shí)多孔支架中明膠成分成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹磷酸 鈣粉體顆粒，顆粒粒徑為1-5M1。
[0027] 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14233.3-2005,采用選用293T細(xì)胞(轉(zhuǎn)染腺病毒E1A基因的人腎 上皮細(xì)胞）、CCK-8法對(duì)實(shí)施例1制備的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架材料進(jìn)行細(xì)胞毒性測(cè)試， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14233.3-2005相關(guān)規(guī)定，細(xì)胞毒性結(jié)果表明，支架 濃度在〇. lg/mL和0.2g/mL時(shí)，細(xì)胞增殖度為111.2和94.6，細(xì)胞毒性為0級(jí)，由此說(shuō)明實(shí)施例 1所制備的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架材料無(wú)細(xì)胞毒性。
[0028] 表1多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的細(xì)胞增殖度
[0029] 實(shí)施例3 本實(shí)施所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架，其具體組分為羥基磷灰石、明 膠和二氧化硅，其中明膠組分的質(zhì)量占整個(gè)多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的34.6%，該復(fù)合支 架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔隙率為70%，不規(guī)則直通孔孔徑為 50-600μπι，規(guī)則直通孔孔徑為0.8-1.8mm。
[0030] 本實(shí)施所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，具體包括以 下步驟： (1) 采用激光加工成型技術(shù)，將聚氨酯有機(jī)泡沫制備成具有規(guī)則通孔的聚氨酯有機(jī)泡 沫載體，聚氨酯泡沫的密度為50kg/m3,激光成型后直通孔孔徑為l-2mm，得到有機(jī)泡沫載體 A； (2) 將蒸餾水和硅溶膠(分子式為mSWs · ηΗ20,主要成分為二氧化硅）以質(zhì)量比為1:3混 合均勻，得溶液B; (3) 將羥基磷灰石粉體與雞蛋清以質(zhì)量比為1:7的比例混合均勻，得到漿料C，其中羥基 磷灰石粉體粒徑為〇. 1_5μπι; (4) 將溶液Β按體積比2:7加入到漿料C中，用玻璃棒攪拌均勻得到浸漬漿料； (5) 將激光加工成型技術(shù)制備好的具有規(guī)則通孔的有機(jī)泡沫載體Α，置于步驟(4)得到 的浸漬漿料中，在微波加熱干燥器加熱到60°C條件下，浸漬5次，每次浸漬5min，再置于60°C 的烘箱干燥18小時(shí)，得到浸漬坯體D; (6) 將浸漬坯體D置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理，熱處理工藝為：以3°C/min的升溫速率從室 溫升到160°C，以6°C/min的升溫速率從160°C上升到320°C，以2.5°C/min的升溫速率從320 °C上升到650°C，以8°C/min的升溫速率上升到850°C，保溫6h，最后隨爐冷卻，得到羥基磷灰 石多孔支架E; (7) 按照質(zhì)量比為1:10的比例將明膠與蒸餾水進(jìn)行混合，置于70°C的恒溫水浴中，劇烈 攪拌，使明膠完全溶解后，得到明膠溶液F，將明膠溶液F置于40°C烘箱內(nèi)保存； (8 )將羥基磷灰石多孔支架E放入明膠溶液F中，在40 °C烘箱內(nèi)靜置浸泡48h，取出用濾 紙充分吸取支架表面多余溶液，并在空氣中靜置15min得到支架G; (9)將支架G在常溫下放入10wt%的戊二醛溶液中交聯(lián)24h后，取出置于蒸餾水中浸泡5 次，每次30min，干燥后，最終得到多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架H。
[0031 ]本實(shí)施例通過(guò)對(duì)羥基磷灰石多孔支架E和最終得到的多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架Η 分別進(jìn)行稱量，多次稱重計(jì)算得出該孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架中明膠組分的質(zhì)量占整個(gè)支 架的34.6%。
[0032]本實(shí)施例制得的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則 直通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔隙率為70%，不規(guī)則直通孔孔徑為50-600μπι，規(guī)則直通孔孔 徑為 0.8-1.8mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架，其特征在于:所述復(fù)合支架以磷酸鈣 多孔支架為基體，明膠為第二材料復(fù)合制得，該復(fù)合支架具有不規(guī)則通孔和規(guī)則直通孔相 結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔隙率為70~95%，不規(guī)則直通孔孔徑為50-600μπι，規(guī)則直通孔孔徑為 0.4-1.8mm〇2. 權(quán)利要求1所述骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，其特征在于， 具體包括以下步驟： (1) 采用激光加工成型技術(shù)將有機(jī)泡沫制備成具有規(guī)則通孔的有機(jī)泡沫載體A; (2) 將蒸餾水和硅溶膠以質(zhì)量比為1:0-1:3的比例混合均勻，得溶液B; (3) 將磷酸鈣粉體與雞蛋清以質(zhì)量比為1:3-1:7的比例混合均勻，得到漿料C; (4) 將溶液B按體積比2:1-2:7加入到漿料C中，混勻得到浸漬漿料； (5) 將有機(jī)泡沫載體A置于步驟(4)得到的浸漬漿料中，在微波加熱條件下、30-60°C浸 漬1 -5次，每次浸漬1 _5min;再在40-60°C，干燥6-18小時(shí)，得到浸漬坯體D; (6) 將浸漬坯體D進(jìn)行熱處理，得到磷酸鈣多孔支架E; (7) 按照質(zhì)量比為1:50-1:10的比例將明膠與蒸餾水進(jìn)行混合，在40-70°C的溫度下，劇 烈攪拌，使明膠完全溶解，得到明膠溶液F; (8 )將磷酸鈣多孔支架E放入明膠溶液F中，25-40 °C靜置浸泡12-48h，取出用濾紙充分 吸取支架表面多余溶液，空氣中靜置5-15 min得到支架G; (9)將支架G在常溫下放入Ι-lOwt%的戊二醛溶液中交聯(lián)6-24 h，取出后置于蒸餾水中 浸泡3-5次，每次10-30min，干燥后，得到多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架H。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，其特征 在于:步驟（1)所述有機(jī)泡沫為聚氨酯泡沫，其密度為15-50kg/m 3，激光成型后直通孔孔徑 為0·6_2mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，其特征 在于:步驟(3)所述磷酸鈣粉體為β-磷酸三鈣和/或羥基磷灰石，其粉體粒徑為0.1-40μπι。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的骨組織工程用多孔磷酸鈣/明膠復(fù)合支架的制備方法，其特征 在于，步驟(6)所述熱處理工藝為：以l-3°C/min的升溫速率從室溫升到130-160°C，以4-6 °C/min的升溫速率從130-160°C升到280-320°C，以0 · 5-2 · 5°C/min的升溫速率從280-320°C 升到550-650°C，以4-8°C/min的升溫速率從550-650°C升到800-850°C，保溫3-6h，最后隨爐 冷卻。
【文檔編號(hào)】A61L27/58GK105833345SQ201610248379
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】陳慶華, 吳思宇, 顏廷亭
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)