CN103463683A - 一种壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法，按质量百分比量取壳聚糖，氢氧化锂、氢氧化钾、尿素、异丙醇和水，经溶胀，冷冻，解冻得到壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液过滤后，加入纳米磷酸钙搅拌分散，静置、脱泡，然后注入到支架制备模具中；浸入到H₂SO₄水溶液和乙醇混合的凝固浴中凝固，再用去离子水或者蒸馏水清洗，冷冻干燥，即可。本发明克服了壳聚糖和磷酸钙在酸性溶液中是极不稳定的状态，确保壳聚糖大分子链不水解及糖苷键不断裂，更有利于大分子链取向排列和形成链间作用力，使得壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合支架的稳定性得以大幅度提高，有利于拓展壳聚糖/磷酸钙复合材料在骨组织愈合领域中的应用。

Description

一种壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法。

背景技术

壳聚糖作为生物医用材料在医学领域的应用越来越多，壳聚糖作为自然界存在的天然多糖，可生物降解，无刺激性、无致敏性、无毒副作用，且具有广谱抗菌和止血性能，是一种生物相容性和安全性极佳的天然生物材料，因而近年来已在医用缝合线，医用无纺布、止血棉、人造皮肤及组织工程等领域得到了广泛应用。磷酸钙作为人体骨骼中的存在成分，在人体骨骼愈合中起着重要作用。而且经临床应用证明壳聚糖和磷酸钙材料均具有促进组织生长作用，此外壳聚糖还具有加快伤口愈合、减少疼痛等功能。随着对人体骨组织损伤愈合的研究逐渐深入，壳聚糖复合磷酸钙的应用越来越得到重视。然而目前国内外的壳聚糖基复合磷酸钙多孔支架材料多采用的是酸溶解体系，还存在如力学强度差、不稳定等很多问题，而其中一个重要原因就是使用了酸性溶剂，而壳聚糖在酸性溶液中是极不稳定的，会造成壳聚糖长链的部分水解及糖苷键断裂，使壳聚糖分子量降低及多分散，从而致使壳聚糖/磷酸钙复合多孔支架的性能不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定性好的壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法，以拓展壳聚糖/磷酸钙复合材料在骨组织愈合领域中的应用。

本发明的壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法，包括如下步骤：

1）按质量百分比量取各组分：壳聚糖2.0~20.0%、氢氧化锂4.0~9.0 %、氢氧化钾0.5~10.0 %、尿素6.0~9.0%、异丙醇0.1~5.0%，其余为水；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-40℃~-4℃冷冻4~6小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中； 

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为3.0~15.0 %的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比0.1~8混合的凝固浴中凝固，控制凝固浴的温度在0~85℃，时间为3~90分钟； 

4）将模具打开，取出后用去离子水或者蒸馏水清洗至pH=6.0~8.0，冷冻干燥，得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架。

本发明的优点在于：

本发明以碱性混合溶剂溶解壳聚糖和分散磷酸钙，使得壳聚糖大分子链以高度溶胀状态伸展排列，链间形成氢键，壳聚糖大分子链排列更加紧密，而非在酸溶液中壳聚糖大分子以壳聚糖阳离子的形式存在，同时克服了壳聚糖和磷酸钙在酸性溶液中是极不稳定的状态，确保壳聚糖大分子链不水解及糖苷键不断裂，更有利于大分子链取向排列和形成链间作用力，使得壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合支架的稳定性得以大幅度提高。 

具体实施方式

以下结合实例进一步说明本发明。

实施例1：

1）称量壳聚糖3.4g，氢氧化锂4.9g、氢氧化钾2.1g、尿素6.4g、异丙醇0.5g，其余为水，共100g；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-40℃冷冻4小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中； 

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为5.0 %的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比0.8混合的凝固浴中凝固，凝固浴的温度控制在55℃，浸入凝固浴时间为18分钟；

4）将模具打开，取出后用去离子水清洗至pH=7.0，在-70℃条件下冷冻干燥，即得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架材料。

实施例2：

1）称量壳聚糖5.4g，氢氧化锂7.4g、氢氧化钾4.1g、尿素5.4g、异丙醇0.8g，其余为水，共100g；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-10℃冷冻6小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中；

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为9.6%的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比4.8混合的凝固浴中凝固，凝固浴的温度控制在50℃，浸入凝固浴时间为30分钟；

4）将模具打开，取出后用蒸馏水清洗至pH=7.5，在-73℃条件下冷冻干燥，即得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架材料。

实施例3：

1）称量壳聚糖6.0g，氢氧化锂6.7g、氢氧化钾3.5g、尿素5.8g、异丙醇3.5g，其余为水，共100g；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-30℃冷冻4.5小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中；

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为15.0 %的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比7.2混合的凝固浴中凝固，凝固浴的温度控制在70℃，浸入凝固浴时间为8分钟；

4）将模具打开，取出后用去离子水清洗至pH=7.2，在-67℃条件下冷冻干燥，即得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架材料。

实施例4：

1）称量壳聚糖9.1g，氢氧化锂8.8g、氢氧化钾7.1g、尿素6.9g、异丙醇2.2g，其余为水，共100g；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-15℃冷冻4小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中； 

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为4.8%的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比1.2混合的凝固浴中凝固，凝固浴的温度控制在15℃，浸入凝固浴时间为80分钟；

4）将模具打开，取出后用去离子水清洗至pH=7.0，在-71℃条件下冷冻干燥，即得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架材料。

实施例5：

1）称量壳聚糖10.4g，氢氧化锂8.9g、氢氧化钾8.1g、尿素9.0g、异丙醇4.5g，其余为水，共100g；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-25℃冷冻5小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中； 

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为7.0 %的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比4.0混合的凝固浴中凝固，凝固浴的温度控制在35℃，浸入凝固浴时间为50分钟；

4）将模具打开，取出后用去离子水清洗至pH=6.5，在-70℃条件下冷冻干燥，即得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架材料。

实施例6：

1）称量壳聚糖13.4g，氢氧化锂7.8g、氢氧化钾5.6g、尿素8.5g、异丙醇0.9g，其余为水，共100g；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-12℃冷冻4小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中； 

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为13.0 %的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比3.6混合的凝固浴中凝固，凝固浴的温度控制在60℃，浸入凝固浴时间为25分钟；

4）将模具打开，取出后用去离子水或者蒸馏水清洗至pH=8.0，在-64℃条件下冷冻干燥，即得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架材料。

Claims (1)

1. 一种壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）按质量百分比量取各组分：壳聚糖2.0~20.0%、氢氧化锂4.0~9.0 %、氢氧化钾0.5~10.0 %、尿素6.0~9.0%、异丙醇0.1~5.0%，其余为水；将上述组分混合后溶胀1小时，将溶胀液在-40℃~-4℃冷冻4~6小时，然后在室温下解冻，制得壳聚糖溶液；

2）将步骤1）制得的壳聚糖溶液经过滤，加入与步骤1）中氢氧化钾相同量的纳米磷酸钙，搅拌分散均匀，静置、脱泡，得到壳聚糖/磷酸钙悬浮液，然后注入到支架制备模具中； 

3）将已注入壳聚糖/磷酸钙悬浮液的模具浸入质量浓度为3.0~15.0 %的H₂SO₄水溶液和乙醇按体积比0.1~8混合的凝固浴中凝固，控制凝固浴的温度在0~85℃，时间为3~90分钟； 

4）将模具打开，取出后用去离子水或者蒸馏水清洗至pH=6.0~8.0，冷冻干燥，得到壳聚糖/磷酸钙骨组织愈合多孔支架。