CN102058902A - 一种网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法，以经过有机酸和无机碱溶液处理的多细胞海洋动物天然海绵为模板，浸渍羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的溶胶或水基浆料后，经干燥、氧化除模和高温烧结等步骤制成具有网眼状孔结构的骨组织工程支架材料。通过调整溶胶或浆料固含量、浸渍次数和氧化除模-高温烧结工艺参数，控制多孔支架的孔结构参数和降解性能。本发明制成的网眼状多孔支架的孔径大小范围为100～300μm，孔隙率范围为68～94％，与自然骨松质骨的形貌和孔径范围高度相似。本发明制备的产品具有孔结构仿生度高、适用材料种类广、工艺简单、成本低等特点，在骨、软骨和牙等硬组织工程再生修复技术中应用潜力大。

Description

一种网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法

技术领域

本发明属于生物医学材料及组织工程再生医学技术领域，涉及一种骨组织工程仿生多孔支架材料的制备方法，具体涉及一种网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法。

背景技术

组织工程是近些年发展起来的一种以修复、维护、促进缺损组织或器官形态、结构和功能为目的新型再生医学技术。该技术是通过将种子细胞种植于三维多孔支架材料中，经体外或体内培养增殖和分化，实现组织或器官再生修复的，有望取代目前临床上普遍应用的自体组织移植、异体/异种组织移植和种植体等修复方法。在组织工程技术中，三维多孔支架材料是核心要素之一，不仅决定着再生组织的外部形貌和内部结构，而且决定着种子细胞在培养增殖和分化过程中所需营养成分和氧气以及代谢产物的物质交换速度，是决定组织再生成功与否的关键因素之一。多孔支架材料包含两层含义，一是为种子细胞分化和增殖提供生存空间的孔结构；二是具有生物相容性好、可生物降解和吸收，甚至具有生物活性和理化指导因子的生物材料。

由创伤、肿瘤、感染等原因造成的骨缺损和骨不愈合是临床上最常见的骨科疾病之一，使得骨、软骨和牙等硬组织工程成为目前各国学者研究最为广泛、最为深入的一种组织工程技术，虽然取得了可喜的巨大进步，然而距临床实际应用仍有很大差距。其中，亟待解决的关键问题有多孔支架材料孔结构控制、血管化、支架内外物质交换、生物力学和干细胞分化机制等，而多孔支架材料又是其核心，是其他功能的承担者和体现者。目前，多孔支架材料研究的中心任务是模拟自然骨的化学组成、结构和功能，以更好地调控种子细胞粘附、生长、增殖和分化。自然骨的松质骨部分具有网眼状多孔结构。目前，普遍被接受的多孔支架理想的孔径范围为100～400μm[Chang BS，Lee CK，Hong KS，et al.Osteoconduction at porous hydroxyapatite withvarious pore configurations.Biomaterials，2000，21：1291-1298]。

硬组织工程支架材料中占主导地位的是具有生物活性甚至诱导性的生物陶瓷和生物玻璃，如羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃、硅酸钙及其复合材料，以及它们与生物高分子复合形成的有机/无机复合材料。多孔支架材料按孔结构形式不同可分为蜂窝状、泡沫状和网眼状三类。其中，具有蜂窝状孔结构的多孔支架材料主要应用于具有特殊取向结构缺损组织的再生修复，如肌腱组织、韧带组织、周围神经组织等，它们在利用组织工程技术修复时，需要细胞定向生长和排布。而在对孔取向程度没有特殊要求的大多数组织的组织工程修复技术中采用泡沫状或网眼状孔结构的多孔支架材料。多孔支架孔结构特性主要是由致孔方法决定的。目前，制备泡沫状和网眼状孔结构多孔支架材料的方法主要有致孔剂法、聚氨酯泡沫浸渍法、热致相分离法、静电纺丝法、沥滤法、冷冻-干燥法和超临界气体发泡法等，这些技术均可有效控制多孔支架孔隙率，在组织工程支架制备方面发挥着重要作用，然而他们在控制支架孔形貌、孔径分布或孔连通性等方面不够完善，尤其是在孔结构仿生构建方面不理想。

近年来，利用仿生技术构建骨组织工程支架受到越来越多的关注。作为一类新的骨组织工程多孔支架制备技术，仿生制备技术的主要优势体现在以下几方面：(1)具有天然的多级多孔结构，其孔结构是再生组织真结构或高度仿生，连通性好，有利于支架内外的物质交换，这种孔结构往往是现有工程技术无法制备出来的；(2)支架材料为天然细胞外基质成分之一或经过巧妙工艺转化成的人工合成生物材料，生物相容性好，甚至具有生物活性和生物诱导性等，有利于血管化和干细胞分化等；(3)力学强度好，仿生技术制备出的支架材料可以保留天然模板的多级孔结构和材料成分，而这些孔结构和材料是用作模板的生物经过成千上万年进化而来的，具有最优的力学性质；(4)材料降解速度合适或可控，通过生物模板转化工艺条件控制和目标材料成分设计，容易实现支架材料降解速度的调控，使之与再生组织生长速度和周围微环境协调；(5)原料来源广泛，成本较低，制备工艺简单等。

目前，研究和专利中报道集中的仿生骨支架制备方法是脱有机质/细胞的动物骨[余方圆，黄利虹，马远征，等.一种组织工程骨软骨支架及其制备方法.专利申请号：CN101822851A和Bi L，Li D，Liu M，et al.The influenceof approaches for the purification of natural cancellous bone grafts：Morphology，microstructure，composition，strength andbiocompatibility study.Mater Lett，2010，64：2056-2059]，但存在免疫原性和传染病风险；海星和海胆等骨骼为模板制备的仿生支架孔径通常只有几十微米，与骨组织工程支架所需的理想孔径100～400微米相差较大，实际应用效果不够理想；珊瑚骨骼的多孔结构(包括形貌和孔径分布)与自然骨孔结构类似，但是其化学成分主要是碳酸钙[Wu YCh，Lee TM，Chiu KH，etal.A comparative study of the physical and mechanical properties ofthree natural corals based on the criteria for bone-tissue engineeringscaffolds.J Mater Sci：Mater Med，2009，20：1273-1280]，使其在骨组织工程中的应用研究受到很大限制；而丝瓜和木材等植物组织直接用于骨组织工程，则分别存在孔径结构过大(毫米级和厘米级)和缺乏生物活性等缺点。为此，发明人(专利申请号：201010186144.2)已利用具有蜂窝状孔结构的藤植物组织为模板，制成具有蜂窝状孔结构的无机生物材料，兼具理想的孔结构和优异的生物相容性和生物活性，用作骨组织工程的多孔支架材料，具有很好的支架内外物质交换和生物力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法，按本发明的制备方法制成的网眼状仿生骨多孔支架材料的孔径范围处于公认的理想孔径范围内，且孔隙率高、孔连通性好，力学性能理想，在骨、软骨、牙等硬组织工程中应用前景广阔。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)模板处理：首先将天然海绵模板在0.1～5mol/L的乙酸水溶液中浸泡12h～36h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗3～5次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入0.5～3mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持24h～48h后取出用蒸馏水将碱液洗净；最后，经30～80℃真空干燥；

2)溶胶制备：首先将无水乙醇与水按(1∶9)～(6∶4)的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为1～3得乙醇-水溶液，然后以正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、硝酸钙、硝酸钠为原料，按羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为8～25wt％的羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的乙醇-水溶液，室温搅拌6～18h，然后密封陈化1～4d，得到溶胶；

3)浆料制备：将羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的微米或纳米粉体加入到含质量百分比为5％的粘结剂聚乙烯醇和1％的分散剂聚丙烯酸铵的蒸馏水中制成固含量为50～65wt％的羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的水基浆料，用氨水将调节水基浆料的pH值为8～11，再经300～500转/分球磨4～12h；

4)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶或步骤3)的浆料中，保持10～30min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶或浆料，于40～60℃真空干燥12～24h得浸渍样品；

5)干燥：将步骤4)得到的浸渍样品室温干燥24h后再于60～100℃真空干燥12～24h；

6)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.2～1℃/min的升温速度从室温加热至500～650℃，保温1～4h；随后以2～10℃/min的升温速度提高至1000～1300℃，保温1～4h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

所述的步骤4)根据需要可重复浸渍2～5次，取出后经离心去除多余溶胶或浆料。

本发明以简单的多细胞海洋动物——天然海绵为模板制备出网眼状仿生多孔支架材料。经化学处理、无机生物材料溶胶合成或浆料制备、浸渍、干燥、氧化和高温烧结等工艺过程，制备骨组织工程多孔支架，所得支架可用于骨、软骨、牙等的再生修复。该多孔支架材料孔径大小范围处于公认的理想孔径范围内，且孔隙率高、孔连通性好，力学性能理想，在骨、软骨、牙等硬组织工程中应用前景广阔，将产生显著的社会效益和经济效益。

本发明的优越性在于：

1)多孔支架的孔结构源于多细胞海洋动物——天然海绵，其孔径大小范围位于公认的硬组织工程支架最佳孔径范围内，孔结构形貌为网眼状，对骨松质骨仿生程度高，所得支架孔隙率高、力学性能良好。

2)多孔支架基体材料为人工合成的生物材料，是经过化学处理和高温烧结等过程得到的，既避免了生物模板潜在的抗原性，有效防止传染病传播风险，又具有良好的生物相容性、生物活性和降解性能，甚至是生物诱导性。

3)本发明的多孔支架制备方法适用材料范围广，不仅适用于目前硬组织工程中常用的无机生物活性材料，如羟基磷灰石、磷酸三钙、45S5生物活性玻璃、硅酸钙等，而且适用于上述无机材料与常用生物高分子如聚丙交酯、聚羟基乙酸、聚己内酯及其共聚物等形成的复合材料，整个制备过程比较简单。

4)本发明所用生物模板天然海绵，来源广泛，目前世界上已发现有5000多种海绵，其品种主要有蜂窝棉、丝绵、草棉和象耳棉等。本发明的多孔支架材料制备方法不仅提高了天然海绵的使用范围和经济价值，而且通过天然海绵种类的选择，最终可得到多种多样孔结构的仿生骨支架材料，用于各种硬组织缺损的再生修复。

附图说明

图1是经过理化处理的多细胞海洋动物——天然海绵实物的扫描电镜照片；

图2是实施例1中涂覆45S5玻璃凝胶的天然海绵的扫描电镜照片；

图3是实施例1所得45S5生物活性玻璃多孔支架样品的扫描电镜照片；

图4是实施例2所得羟基磷灰石多孔支架样品的扫描电镜照片；

图5是实施例3所得β-磷酸三钙多孔支架样品的扫描电镜照片。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面通过实施例对本发明的多孔支架材料制备方法做进一步说明。需要指出的是，本发明要求保护的范围并不局限于实施例的具体内容，该领域技术人员根据本发明内容做出的一些非本质的改进或调整而进行的实施，仍属于本发明保护范围。

实施例1：生物拟态45S5生物活性玻璃支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在0.5mol/L的乙酸水溶液中浸泡24h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗3次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入0.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持24h，取出后用蒸馏水将碱液洗净；最后，经45℃真空干燥；处理后的天然海绵模板见图1，由图1可以看出天然海绵具有典型的网眼状孔结构，孔径大小主要集中于100～300μm范围内，多孔骨架直径平均为20μm，骨架以三叉形式连接成一体，孔隙率高。

2)45S5溶胶制备：首先将无水乙醇与水按1∶4的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为1得乙醇-水溶液，然后以正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、硝酸钙、硝酸钠为原料，按45S5生物活性玻璃化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为15wt％的45S5生物活性玻璃的乙醇-水溶液，室温搅拌10h，然后密封陈化1d，得到45S5溶胶；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶中，保持10min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶，于60℃真空干燥12h；重复浸渍2次，离心去除多余溶胶，再于60℃真空干燥12h得浸渍样品；浸渍后的模板见图2，由图2可以看出45S5溶胶已均匀涂覆于天然海绵的多孔骨架上，使多孔骨架直径由平均20μm增大至平均50μm，但并没有改变天然海绵的多孔结构形貌。

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后，再于80℃真空干燥18h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以1℃/min的升温速度从室温加热至500℃，保温2h；随后以10℃/min的升温速度提高至1100℃，保温1h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料，所制成的产物见图3，由图3可以看出45S5生物活性玻璃支架的多孔形貌很好地保持了天然海绵的多孔形貌，呈现理想的网眼状孔结构，其孔径大小主要位于100～200μm，总体上略小于天然海绵的孔径；骨架直径平均约为30μm，介于天然海绵骨架直径和涂覆45S5的天然海绵骨架直径之间，这主要是由于在高温烧结过程中45S5凝胶收缩造成的。从图中也可看出，45S5玻璃支架的骨架是致密的，烧结效果是很好的。

实施例2：生物拟态羟基磷灰石支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在2mol/L的乙酸水溶液中浸泡12h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗5次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入2mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持36h，取出后用蒸馏水将碱液洗净；最后，经60℃真空干燥；

2)羟基磷灰石水基浆料制备：将纳米羟基磷灰石粉体分批加入到含质量百分比为5％的粘结剂聚乙烯醇和1％的分散剂聚丙烯酸铵的蒸馏水中，用氨水将调节水基浆料的pH值为10，再经400转/分球磨8h，制成固含量为55wt％的羟基磷灰石水基浆料；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的羟基磷灰石水基浆料中，保持30min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余羟基磷灰石水基浆料，于40℃真空干燥24h；重复浸渍4次，离心去除多余羟基磷灰石水基浆料，再于40℃真空干燥24h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后，再于100℃真空干燥18h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.5℃/min的升温速度从室温加热至650℃，保温2h；随后以2℃/min的升温速度提高至1200℃，保温4h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料，所制成的产物见图4，由图4可以看出该羟基磷灰石多孔支架同样保持了天然海绵的网眼状多孔结构，孔径大小主要集中于80～200μm范围内；孔骨架直径增加明显，部分孔骨架间出现羟基磷灰石架桥现象，使骨架连接在一起形成片状。

实施例3：生物拟态β-磷酸三钙支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在1mol/L的乙酸水溶液中浸泡36h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗3次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入1.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持24h，取出后用蒸馏水将碱液洗净；最后，经80℃真空干燥；

2)磷酸三钙溶胶制备：首先将无水乙醇与水按3∶7的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为1得乙醇-水溶液，然后以磷酸三乙酯和硝酸钙为原料，按磷酸三钙化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为18wt％的磷酸三钙的乙醇-水溶液，室温搅拌8h，然后密封陈化2d，得到磷酸三钙溶胶；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶中，保持20min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶，于50℃真空干燥24h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后，再于60℃真空干燥24h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.2℃/min的升温速度从室温加热至650℃，保温4；随后以2℃/min的升温速度提高至1100℃，保温2h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料，所制成的产物见图5，由图5可以看出β-磷酸三钙多孔支架也较好地保持了天然海绵的网眼状多孔结构，但其骨架间架桥现象较羟基磷灰石更明显，而孔连通性仍然很好。

实施例4：生物拟态硅酸钙支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在5mol/L的乙酸水溶液中浸泡12h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗5次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入0.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持48h，取出后用蒸馏水将碱液洗净；最后，经30℃真空干燥；

2)硅酸钙浆料制备：首先将无水乙醇与水按2∶3的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为3得乙醇-水溶液，然后以正硅酸乙酯和硝酸钙为原料，按硅酸钙化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为22wt％的硅酸钙的乙醇-水溶液，室温搅拌10h，然后密封陈化2d，得到硅酸钙溶胶；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶中，保持10min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶，于45℃真空干燥20h；重复浸渍3次，离心去除多余溶胶，再于45℃真空干燥20h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后，再于70℃真空干燥16h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.8℃/min的升温速度从室温加热至520℃，保温3h；随后以6℃/min的升温速度提高至1050℃，保温2h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

实施例5：生物拟态羟基磷灰石支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在3mol/L的乙酸水溶液中浸泡20h，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗4次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入1mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持30h后取出用蒸馏水将碱液洗净；最后，经50℃真空干燥；

2)溶胶制备：首先将无水乙醇与水按1∶9的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为2得乙醇-水溶液，然后以磷酸三乙酯和硝酸钙为原料，按羟基磷灰石的化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为8wt％的羟基磷灰石的乙醇-水溶液，室温搅拌6h，然后密封陈化4d，得到溶胶；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶中，保持15min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶或浆料，于55℃真空干燥15h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后再于90℃真空干燥12h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.6℃/min的升温速度从室温加热至550℃，保温2h；随后以5℃/min的升温速度提高至1250℃，保温2h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

实施例6：生物拟态45S5生物活性玻璃支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在4mol/L的乙酸水溶液中浸泡30h，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗5次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入2.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持30h后取出用蒸馏水将碱液洗净；最后，经70℃真空干燥；

2)溶胶制备：首先将无水乙醇与水按6∶4的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为3得乙醇-水溶液，然后以正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、硝酸钙、硝酸钠为原料，按45S5生物活性玻璃的化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为25wt％的45S5生物活性玻璃的乙醇-水溶液，室温搅拌18h，然后密封陈化3d，得到溶胶；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶中，保持25min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶或浆料，于48℃真空干燥18h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后再于75℃真空干燥20h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.4℃/min的升温速度从室温加热至600℃，保温1h；随后以8℃/min的升温速度提高至1050℃，保温1.5h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

实施例7：生物拟态45S5生物活性玻璃支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在0.5mol/L的乙酸水溶液中浸泡24h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗3次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入0.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持24h，取出后用蒸馏水将碱液洗净；最后，经45℃真空干燥；

3)浆料制备：将45S5生物活性玻璃微米粉体加入到含质量百分比为5％的粘结剂聚乙烯醇和1％的分散剂聚丙烯酸铵的蒸馏水中制成固含量为50wt％的45S5生物活性玻璃的水基浆料，用氨水将调节水基浆料的pH值为8，再经300转/分球磨12h；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的浆料中，保持10min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余浆料，于60℃真空干燥12h；重复浸渍2次，离心去除多余浆料，再于60℃真空干燥12h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后，再于80℃真空干燥18h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以1℃/min的升温速度从室温加热至500℃，保温2h；随后以10℃/min的升温速度提高至1100℃，保温1h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

实施例8：生物拟态β-磷酸三钙支架制备

1)模板处理：首先将天然海绵模板在1mol/L的乙酸水溶液中浸泡36h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗3次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入1.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持24h，取出后用蒸馏水将碱液洗净；最后，经80℃真空干燥；

3)浆料制备：将β-磷酸三钙纳米粉体加入到含质量百分比为5％的粘结剂聚乙烯醇和1％的分散剂聚丙烯酸铵的蒸馏水中制成固含量为65wt％的β-磷酸三钙的水基浆料，用氨水将调节水基浆料的pH值为11，再经500转/分球磨4h；

3)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶中，保持20min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶，于50℃真空干燥24h得浸渍样品；

4)干燥：将步骤3)得到的浸渍样品室温干燥24h后，再于60℃真空干燥24h；

5)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.2℃/min的升温速度从室温加热至650℃，保温4h；随后以2℃/min的升温速度提高至1100℃，保温2h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

Claims (2)

1.一种网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)模板处理：首先将天然海绵模板在0.1～5mol/L的乙酸水溶液中浸泡12h～36h，期间轻微搅拌，浸泡完成后取出天然海绵模板用蒸馏水冲洗3～5次；然后，再将经蒸馏水冲洗后的天然海绵模板浸入0.5～3mol/L的氢氧化钠水溶液中，在搅拌下保持24h～48h后取出用蒸馏水将碱液洗净；最后，经30～80℃真空干燥；

2)溶胶制备：首先将无水乙醇与水按(1∶9)～(6∶4)的体积比混合并用硝酸调节混合溶液的pH值调为1～3得乙醇-水溶液，然后以正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、硝酸钙、硝酸钠为原料，按羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的化学组成比计量原料，将计量的原料加入乙醇-水溶液中配制成固含量为8～25wt％的羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的乙醇-水溶液，室温搅拌6～18h，然后密封陈化1～4d，得到溶胶；

3)浆料制备：将羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的微米或纳米粉体加入到含质量百分比为5％的粘结剂聚乙烯醇和1％的分散剂聚丙烯酸铵的蒸馏水中制成固含量为50～65wt％的羟基磷灰石、45S5生物活性玻璃、β-磷酸三钙或硅酸钙的水基浆料，用氨水将调节水基浆料的pH值为8～11，再经300～500转/分球磨4～12h；

4)浸渍：将步骤1)处理的模板浸入步骤2)的溶胶或步骤3)的浆料中，保持10～30min，期间反复挤压天然海绵，以保证浸渍均匀，取出后挤压去除多余溶胶或浆料，于40～60℃真空干燥12～24h得浸渍样品；

5)干燥：将步骤4)得到的浸渍样品室温干燥24h后再于60～100℃真空干燥12～24h；

6)氧化除模-高温烧结：将干燥后的样品在空气气氛炉中进行氧化处理，炉温以0.2～1℃/min的升温速度从室温加热至500～650℃，保温1～4h；随后以2～10℃/min的升温速度提高至1000～1300℃，保温1～4h，烧结结束后随炉冷却至室温得网眼状仿生骨多孔支架材料。

2.根据权利要求1所述的网眼状仿生骨多孔支架材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤4)根据需要可重复浸渍2～5次，取出后经离心去除多余溶胶或浆料。

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