医用β相磷酸三钙/胶原复合材料及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种医用β相磷酸三钙/胶原复合材料及其制备方法，属于生物医用技术领域。
背景技术
意外事件或疾病使人的骨骼、牙齿等硬组织产生损伤或缺失，从而形成了医用修复材料的巨大市场。通常，自体移植和同种异体骨移植被用来作为治疗骨缺损的方案。但是自体骨的来源有限，不能用于大范围的治疗；异体骨虽然来源广泛，但存在免疫反应，甚至可能会发生病毒传染。目前骨修复材料研究已经覆盖了包括金属、陶瓷、高分子及其复合材料的多个领域，但是这些材料各有不足：有的长期在体内存留，容易产生生物排斥效应，有的在体内随时间的增加，力学性能下降太快，不能满足骨修复材料的要求。
随着研究的深入，人们认识到可生物降解的骨修复材料是今后发展的趋势。这种材料植入体内后会随着时间的延长而逐步地被体液环境吸收，成为活的组织的有机组成部分，避免了二次手术取出的风险，而且材料中的成分能够促进组织的生成。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种β相磷酸三钙在胶原基体中分散均匀的可降解生物医用磷酸钙/胶原复合材料及其制备方法。
本发明的医用β相磷酸三钙/胶原复合材料由纳米级β相磷酸三钙和胶原组成，其中β相磷酸三钙的质量百分比含量为50％～67％，胶原地质量百分比含量为50％～33％。
医用β相磷酸三钙/胶原复合材料的制备方法，包括下列步骤：
1)将浓度为1×10-4～10×10-3g/ml的胶原溶解在pH值为2～3的酸性溶液中，同时搅拌，直至形成乳白色溶液；
2)搅拌下将β相磷酸三钙粉末均匀加入到胶原溶液中，加入的β相磷酸三钙与胶原的质量之比为1∶1～2∶1；
3)搅拌下逐滴加入质量浓度为1％的戊二醛，加入的戊二醛与胶原的质量之比为1∶10；
4)持续搅拌直到溶液中出现白色絮状悬浮物质，停止搅拌并静置，待絮状物质全部沉积后，继续搅拌溶液，并逐滴滴加碱溶液，直至pH值为6～7时停止滴加；
5)将溶液静置，除去上清后，放入模具中，然后冷冻、干燥、放入乙醇中反复浸泡，再次冷冻干燥，消毒，即可。
本发明中，所说的β相磷酸三钙的颗粒尺寸为200nm-500nm。用于溶解胶原的酸可以是盐酸或乙酸。滴加的碱溶液可以是NaOH、NH4OH或KOH。步骤5)放入乙醇中反复浸泡，一般3～6次，每次12～24h。
为了减少材料冷冻干燥的时间，通常以采用表面带有微孔的模具为好。
本发明以原位络合的方式制备了医用β相磷酸三钙/胶原复合材料，该材料由纳米β相磷酸三钙和胶原分子依靠分子间基团络合而成，在胶原基体上沉积β相磷酸三钙粉末，并在戊二醛的作用下增加复合材料的力学强度。在微观尺度上具有分布均匀的特点。通过这种生物相容性好、降解完全的β相磷酸三钙/胶原复合材料在冷冻干燥工艺条件下可以制备出孔径尺寸在10μm～150μm、孔内部连通的骨修复材料，可以作为生物医用材料在医疗方面得到广泛应用。
采用本发明的方法制备出的骨修复材料具有组分分布均匀、β相磷酸三钙和胶原结合紧密、生物相容性良好等特点，在体内最终完全降解，没有残留物质存在，可作为植入材料应用在骨组织工程等生物医用领域。
【附图说明】
图1是实施例2制得的医用β相磷酸三钙/胶原复合材料的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
以下实例中所用胶原为sigma公司从牛根腱上提取的I型胶原。
实施例1
将1g胶原溶于300ml 0.01M的盐酸溶液中，同时搅拌，待乳白色溶液形成后将1.5gβ相磷酸三钙粉末均匀加入到胶原溶液中，然后加入10ml 1％的戊二醛溶液，继续搅拌直到白色絮状悬浮物质出现，待其完全沉积后加入NaOH溶液至pH值为6，静置24h后除去上清，所得材料放入表面有微孔的塑料模具在液氮中冷却10min，然后放入冷冻干燥机中干燥72h，材料取出后放入乙醇中浸泡24h×3次，再次放入冷冻干燥机中干燥48h，取出后在环氧乙烷蒸汽中消毒2h。
实施例2
将0.4g胶原溶于100ml 0.5M的乙酸溶液中，同时搅拌，待乳白色溶液后将0.8gβ相磷酸三钙粉末均匀加入到胶原溶液中，然后加入8ml 0.5％的戊二醛溶液，连续搅拌直到白色絮状悬浮物质出现，待其完全沉积后加入NH4OH溶液至pH值为7，静置36h后除去上清，所得材料放入表面有微孔的塑料模具在液氮中冷却30min，然后放入冷冻干燥机中干燥72h，材料取出后放入乙醇中浸泡24h×3次，再次放入冷冻干燥机中干燥48h，取出后在环氧乙烷蒸汽中消毒3h。本实例所得产物经扫描电镜测试，材料内部形貌如图例1所示，从图可见，制得的医用β相磷酸三钙/胶原复合材料内部的孔相连通。
实施例3
将0.5gβ相磷酸三钙粉末均匀加入到400ml胶原溶液中，胶原溶液浓度为0.5mg/ml，然后加入25ml 0.2％的戊二醛溶液，继续搅拌直到白色絮状悬浮物质出现，待其完全沉积后加入KOH溶液至pH值为7，静置48h后除去上清，所得材料放入表面有微孔的塑料模具在液氮中冷却60min，然后放入冷冻干燥机中干燥96h，材料取出后放入乙醇中浸泡24h×3次，再次放入冷冻干燥机中干燥60h，取出后在环氧乙烷蒸汽中消毒1h。