CN103785059B - 一种骨修复再生材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种骨修复再生材料及其制备方法，骨修复再生材料由聚-DL-乳酸、磷酸钙盐组合物和胶原蛋白复合构成，其中，所述磷酸钙盐组合物为羟基磷灰石和β-磷酸三钙的组合物。本发明应用聚-DL-乳酸、（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）和胶原构建成聚-DL-乳酸/（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）/胶原骨修复再生材料，制备过程相畴尺度小、均匀度高，使得制备的材料成分分布均匀，且具有优良的生物功能、力学性能，并为细胞提供三维附着与生长空间,方法简便安全、经济成本低，孔径及孔隙率可调，支架的降解速率可在较宽范围内得到控制，作为骨组织工程支架材料，适于在各种骨组织缺损的修复治疗中应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种骨修复再生材料及其制备方法。
背景技术
目前，在创伤、肿瘤、感染等造成的骨缺损治疗中，自体骨、异体骨和合成骨替代材料是常用的骨缺损修复材料。具体的临床治疗中，自体髂骨植骨是公认的骨移植金标准，但其存在患者创伤增加、手术时间延长、供骨量及供骨尺寸和大小有限、供骨区并发症多等缺陷。异体骨包括同种异体骨和异种骨，其制备和存贮成本高，制备方法未能标准化，常存在免疫排斥反应或导致细菌及病毒传染等缺点。总体上，无论是常用的自体骨移植还是异体骨移植，均存在着供体有限或免疫排斥反应等问题。人工合成骨替代材料作为临床骨缺损治疗的不同于传统治疗的另外途径，目前临床上广泛使用的人工合成骨替代材料主要是以金属或陶瓷制备的人工骨替代材料，虽然为骨缺损修复材料提供了有效的补充，也克服了传统材料的部分不足，但这些人工合成骨替代材料在生物相容性、生物活性、生物可降解性及力学性能适应性等方面都有各自的缺点。而骨组织工程的出现为人类治疗骨缺损提供了一种新的选择。在骨组织修复中,修复材料既充当支架材料作为信号因子,同时作为细胞的载体或模板诱导成骨,或从周围骨组织募集细胞使其增殖和分化,最终形成新骨。因此，寻找一种既具有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状和连通三维多孔结构的支架材料是骨组织工程的极为重要方面。
近年来,人们尝试了很多设计和制备骨组织修复材料的方法,如发明专利CN1390607、发明专利CN1397518A、发明专利CN1446588和发明专利CN1025956C，主要是以硫酸钙盐、三氧化铝、玻璃骨水泥、羟基磷灰石及其他磷酸钙盐等陶瓷材料合成，这些合成材料具有较好的骨传导性，但骨诱导性欠佳，且材料易碎、抗剪切力低、抗骨折性能差。再如，在发明专利CN102416200A和发明专利CN101401970中，采用了以羟基磷灰石-胶原蛋白为主的骨修复材料，然而，由于胶原蛋白强度较弱,虽然胶原蛋白经过羟基磷灰石增强处理,但效果有限，羟基磷灰石仍需要增加生物学性能，仍然需要提高其支架的压缩强度。此外，在发明专利CN1403167A、发明专利CN102205149B、发明专利CN102166372B、发明专利CN103157129A及钱鋆等发表的文章《冻干脱钙骨表面纳米结构对细胞行为的影响》（中国矫形外科杂志,2005,13(12):911-914）中，也分别提供了各种生物降解高分子/磷酸盐复合修复材料以及添加脱钙骨基质等活性因子的材料，但都不同程度地存在上述缺陷。
在骨组织工程支架材料中，广泛应用的是聚乳酸（PLA)（PLA已得到FDA的认可），聚乳酸（PLA)是近30年发展起来的合成可吸收聚合物,具有无毒、无刺激、分子量可调节、生物相容性好和加工性能优良等特点,在体内可降解成乳酸,进入三羧酸循环。聚乳酸（PLA)在骨组织工程的一些实验研究中表现出良好的骨修复作用，但其存在强度不足、亲水性差、降解产物呈酸性不利于细胞生长等缺点。相关的改进措施相继出现，例如，采用羟基磷灰石陶瓷增强聚乳酸，同时中和其降解的酸性产物。具有良好生物相容性的羟基磷灰石(HAP)与优异生物降解性的β-磷酸三钙(β-TCP)是骨修复中广泛应用的生物陶瓷材料。两者具有良好的组织相容性以及一定的骨传导能力。传统的聚乳酸由于分子量低，力学强度低，同时降解速度快，导致骨缺损完全修复前过早失去力学支持，最终修复失败或者取得较低的修复效果。现有技术中，发明专利CN100531807C公开了一种聚乳酸基/纳米羟基磷灰石多孔复合支架材料的制备方法，其将制备好的纳米羟基磷灰石先进行有机化改性，然后将改性后的纳米羟基磷灰石与聚乳酸混合，在该发明的多孔复合支架材料中的纳米羟基磷灰石是先制备好再加入聚乳酸中的，尽管对其进行了有机化修饰，但基本属于直接将磷酸钙与聚合物共混以增强力学性能，其共混均匀性差，很难达到均匀复合，且羟基磷灰石含量偏高易出现团聚导致复合材料的力学性能下降，结果仍不能使力学强度得到较好的改善。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种骨修复再生材料及其制备方法，不仅大幅增强复合材料的力学性能，而且具有优良的生物相容性，能够利于对骨细胞的生长产生刺激，从而加速骨的形成。
本发明解决问题的技术方案是：一种骨修复再生材料，由聚-DL-乳酸、磷酸钙盐组合物和胶原蛋白复合构成，其中，所述磷酸钙盐组合物为羟基磷灰石和β-磷酸三钙的组合物。
进一步地，所述骨修复再生材料中各组分的重量百分比分别为：聚-DL-乳酸34-84wt%；胶原蛋白1-5wt%；磷酸钙盐组合物15-65wt%，其中，在磷酸钙盐组合物中，羟基磷灰石的含量为50-70wt%，β-磷酸三钙的含量为30-50wt%。
进一步地，所述羟基磷灰石为纤维状，所述β-磷酸三钙为颗粒状；优选地，所述羟基磷灰石纤维的长度为15nm-85nm、直径为2nm-5nm；所述β-磷酸三钙颗粒的尺寸为2μm-10μm。
进一步地，所述聚-DL-乳酸（PDLLA)的分子量为500kDa-900kDa；所述胶原蛋白为I型胶原蛋白。
进一步地，所述聚-DL-乳酸与磷酸钙盐组合物之间通过物理交联方式结合。
本发明还提供了上述骨修复再生材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
制备磷酸钙盐组合物的粉体，其中，羟基磷灰石的含量为50-70wt%、β-磷酸三钙的含量为30-50wt%；
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的磷酸钙盐组合物用聚-L-乳酸溶液进行表面处理；
（3）聚-DL-乳酸处理
将步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物置于聚-DL-乳酸溶液中混合均匀；
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入致孔剂，搅拌均匀，至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于醋酸溶液中恒温振荡；再用去离子水清洗，得到湿态支架；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中真空干燥，得到三维多孔支架；
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入胶原蛋白溶液中振荡，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中干燥，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
进一步地，在所述步骤（1）中，所述磷酸钙盐组合物的纳米粉体采用原位混合法制备，包括如下步骤:
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.5-1.67称取计算量的硝酸钙Ca(NO3)2和磷酸三甲酯(CH3O)3PO，分别溶解于蒸馏水和乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的柠檬酸C6H8O7；经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯酒精溶液混合，用氨水调节混合液的pH至3-11，室温下陈化12-48小时；然后，在80-190℃下干燥2-10小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经500-600℃煅烧1-3小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的粉体。
进一步地，在所述步骤（2）中，聚-L-乳酸溶液为聚-L-乳酸的四氢呋喃溶液，其中，聚-L-乳酸的质量百分含量为2-5wt%；优选地，步骤（1）制得的磷酸钙盐组合物与聚-L-乳酸的四氢呋喃溶液在20-40℃温度下搅拌0.5-1.5小时；较佳地，聚-L-乳酸的分子量为1000-10000。
进一步地，在所述步骤（3）中，所述聚-DL-乳酸溶液为质量浓度达3-8wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液。优选地，在所述步骤（3）中，步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于20-40℃下共混1-2小时，至混合均匀。从而实现孔径及孔隙率可调，使支架的降解速率能够在较宽范围内得到控制。
进一步地，在所述步骤（4.1）中，所述致孔剂加入粒径为30-600微米的氯化钠或氯化钾；加入的步骤（3）所得的混合物与所述致孔剂的质量比为1:8至1:2。
进一步地，在所述步骤（4.2）中，成型后的固态物在0.06-0.1MPa的真空度下干燥24-48小时。
进一步地，在所述步骤（4.3）中，将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为1-5%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温振荡48-96小时；再用去离子水清洗至洗涤液中无致孔剂存在；较佳地，用去离子水每隔24小时更换一次去离子水。
进一步地，在所述步骤（4.4）中，步骤（4.3）所得的湿态支架于15-60℃下真空干燥24-48小时。
进一步地，在所述步骤（5）中，将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入质量浓度为0.01-0.05wt%的胶原蛋白溶液中，轻柔振荡15-30分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于15-60℃干燥24-48小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
所制备的骨修复再生材料三维多孔复合支架采用比重瓶和扫描电子显微镜（SEM）（德国的Leo1430,Zeiss,Oberkochen）进行了表征，测试结果表明，孔隙率达71%以上，孔径范围为20-500微米。本发明创新地将磷酸钙组合物（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）晶体粉末均匀分散于低分子量的聚乳酸溶液中，再将加热干燥后，再将链接有聚乳酸的磷酸钙组合物均匀分散在聚-DL-乳酸溶液中，使聚-DL-乳酸与磷酸钙盐组合物之间通过物理交联方式结合。接着，采用盐结晶颗粒沥滤法制成三维多孔结构支架，进而浸入胶原溶液，获得多孔聚DL-乳酸-磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）-胶原结构支架即本发明的骨修复再生材料。本发明骨修复再生材料的空间结构分布更加规则，并增加了骨修复材料的强度和韧性；高生物相容性的胶原基材料沉积在聚DL-乳酸-磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）复合材料的表面，也提高了料整体的骨诱导能力；从而使制备出的骨修复再生材料有较高的强度、规则的空间结构、适当的孔隙率，以及优良的生物相容性好。此外，在本发明中，由于磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）与聚乳酸有化学键链接，共混体系结构稳定，具有优异的力学性能；磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）在复合材料中分布均勻，表面亲水性好；所以，不但提高了与聚合物共混的均匀性，而且还大大增强了复合材料的力学性能；本发明还采用化学键合超高分子量的聚-DL-乳酸(PDLLA，分子量在500-900kD)以推迟和延缓降解的时间和速度；而且，鉴于聚乳酸存在表面疏水、缺乏细胞识别位点等不足，本发明通过胶原蛋白进行了有效改善，增强细胞附着、生长和增殖能力。因此，本发明的聚-DL-乳酸(PDLLA)/磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）/胶原的骨修复再生复合材料不仅具备良好的力学性能而且能够对骨细胞的生长产生刺激，从而加速骨的形成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的骨修复再生材料及其制备方法未见报导，本发明应用聚-DL-乳酸(PDLLA)、磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）和胶原构建成聚-DL-乳酸(PDLLA)/磷酸钙（羟基磷灰石-β-磷酸三钙）/胶原骨修复再生材料，制备过程相畴尺度小、均匀度高，使得制备的材料成分分布均匀，且具有优良的生物功能、力学性能，并为细胞提供三维附着与生长空间,方法简便安全、经济成本低，孔径及孔隙率可调，支架的降解速率可在较宽范围内得到控制，作为骨组织工程支架材料，适于在各种骨组织缺损的修复治疗中应用。
附图说明
图1为本发明实施例1中骨修复再生材料的扫描电子显微镜（SEM）的测试图。
具体实施方式
本发明的骨修复再生材料，由聚-DL-乳酸、磷酸钙盐组合物和胶原蛋白复合构成，其中，所述磷酸钙盐组合物为羟基磷灰石和β-磷酸三钙的组合物。
本发明的骨修复再生材料，各组分的重量百分比分别优选为：聚-DL-乳酸34-84wt%；胶原蛋白1-5wt%；磷酸钙盐组合物15-65wt%，其中，在磷酸钙盐组合物中，羟基磷灰石的含量为50-70wt%，β-磷酸三钙的含量为30-50wt%。
根据本发明的骨修复再生材料，所述羟基磷灰石为纤维状，所述β-磷酸三钙为颗粒状；优选地，所述羟基磷灰石纤维的长度为15nm-85nm、直径为2nm-5nm；所述β-磷酸三钙颗粒的尺寸为2μm-10μm。
根据本发明的骨修复再生材料，所述聚-DL-乳酸（PDLLA)的分子量优选为500kDa-900kDa，所述胶原蛋白优选为I型胶原蛋白。
根据本发明的骨修复再生材料，所述聚-DL-乳酸与磷酸钙盐组合物之间优选通过物理交联方式结合。
本发明的上述骨修复再生材料的制备方法，包括以下5个步骤：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
制备磷酸钙盐组合物的粉体，其中，羟基磷灰石的含量为50-70wt%、β-磷酸三钙的含量为30-50wt%；优选地，所述磷酸钙盐组合物的粉体采用原位混合法制备，包括如下步骤：
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.5-1.67称取计算量的硝酸钙Ca(NO3)2和磷酸三甲酯(CH3O)3PO，分别溶解于蒸馏水和乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的柠檬酸C6H8O7；经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯酒精溶液混合，用氨水调节混合液的pH至3-11，室温下陈化12-48小时；然后，在80-190℃下干燥2-10小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经500-600℃煅烧1-3小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的纳米粉体。
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的磷酸钙盐组合物用分子量为1000-10000的聚-L-乳酸溶液进行表面处理；优选地，聚-L-乳酸溶液为聚-L-乳酸的四氢呋喃溶液，其中，聚-L-乳酸的质量百分含量为2-5wt%；较佳地，步骤（1）制得的磷酸钙盐组合物与聚-L-乳酸的四氢呋喃溶液在20-40℃温度下搅拌0.5-1.5小时。
（3）聚-DL-乳酸处理
将步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物置于聚-DL-乳酸溶液中混合均匀；优选地，所述聚-DL-乳酸溶液为质量浓度达3-8wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液；较佳地，步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于20-40℃下共混1-2小时，至混合均匀；从而实现孔径及孔隙率可调，使支架的降解速率能够在较宽范围内得到控制。
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入致孔剂，搅拌均匀，至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设的经疏水化处理的玻璃模具中成型；优选地，所述致孔剂加入粒径为30-600微米的氯化钠或氯化钾；加入的步骤（3）所得的混合物与所述致孔剂的质量比为1:8至1:2；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥；优选地，成型后的固态物在0.06-0.1MPa的真空度下干燥24-48小时；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于醋酸溶液中恒温振荡，再用去离子水清洗，得到湿态支架；优选地，将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为1-5%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温振荡48-96小时后，再用去离子水清洗至洗涤液中无致孔剂存在；较佳地，用去离子水每隔24小时更换一次去离子水；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中真空干燥，得到三维多孔支架；优选地，步骤（4.3）所得的湿态支架于15-60℃下真空干燥24-48小时。
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入胶原蛋白溶液中振荡，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中干燥，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架；优选地，将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入质量浓度为0.01-0.05wt%的I型胶原蛋白溶液中，轻柔振荡15-30分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于15-60℃干燥24-48小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
在上述磷酸钙盐组合物的制备中，通过控制Ca/P原子比在1.5到1.67之间，能够合成磷酸钙混合陶瓷粉体，如羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2，Ca/P＝1.67；β-磷酸三钙β-Ca3(PO4)2，Ca/P＝1.5；或由羟基磷灰石与β-磷酸三钙组成的双相陶瓷。在双相混合陶瓷中，羟基磷灰石与β-磷酸三钙的含量可任意组合。
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本发明的一种骨修复再生材料，通过如下方法制备：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.67称取13.702g(0.0835mol)硝酸钙和7.05g(0.05mol)磷酸三甲酯，分别溶解于80ml蒸馏水和30ml乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的16.032g柠檬酸，经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯的乙醇溶液混合，用氨水调节混合液的pH至7.5，室温下陈化48小时；然后，在190℃下干燥2小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经500℃煅烧1小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的纳米粉体，其中，羟基磷灰石的质量百分含量为70％，β-磷酸三钙的质量百分含量为30％，也就是羟基磷灰石(70％)-β-磷酸三钙(30％)双相陶瓷粉体。
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的50g磷酸钙盐组合物（羟基磷灰石(70％)-β-磷酸三钙(30％)）与溶有1.5g分子量为5000的聚-L-乳酸的20ml四氢呋喃溶液在30℃温度下搅拌均匀混合1.0h。
（3）聚-DL-乳酸处理
采用3g分子量为500kDade的聚-DL-乳酸与15ml四氢呋喃配制聚-DL-乳酸溶液，所得溶液为质量浓度达6wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液；将1.5g步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于30℃下共混1.5小时，至混合均匀。
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入2g粒径范围在50微米-200微米之间的氯化纳，搅拌均匀，至四氢呋喃挥发至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设好的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥，在0.1MPa的真空度下干燥48小时；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为2%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温轻柔振荡96小时；再用去离子水清洗至洗涤液中无氯化纳存在，得到湿态支架；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中于40℃真空干燥48小时，得到三维多孔支架。
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入0.2gI型胶原蛋白的50ml水溶液（0.04wt%的I型胶原蛋白溶液）中振荡，轻柔振荡20分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于35℃干燥36小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
将得到的骨修复再生材料三维多孔复合支架通过比重瓶及SEM进行测试，结果表明，孔隙率为74.31%，孔径范围为20微米-500微米，具体见表1。
实施例2
本发明的一种骨修复再生材料，通过如下方法制备：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.5称取12.307g(0.075mol)硝酸钙和7.05g(0.05mol)磷酸三甲酯，分别溶解于80ml蒸馏水和30ml乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的14.400g柠檬酸，经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯酒精溶液混合，用氨水调节混合液的pH至11，室温下陈化48小时；然后，在150℃下干燥3小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经600℃煅烧2小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的纳米粉体，其中，羟基磷灰石的质量百分含量为50％，β-磷酸三钙的质量百分含量为50％，也就是羟基磷灰石(50％)-β-磷酸三钙(50％)双相陶瓷纳米粉体。
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的15g磷酸钙盐组合物（羟基磷灰石(50％)-β-磷酸三钙(50％)）与含有0.5g分子量为1000的聚-L-乳酸的9ml四氢呋喃溶液在30℃温度下搅拌混合，均匀分散1.5h。
（3）聚-DL-乳酸处理
采用7.9g分子量为900kDade的聚-DL-乳酸与20ml四氢呋喃配制聚-DL-乳酸溶液，所得溶液为质量浓度达5wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液；将1.5g步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于40℃下共混2小时，至混合均匀。
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入3g粒径范围在50微米-200微米之间的氯化钾，搅拌均匀，至四氢呋喃挥发至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设好的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥，在0.1MPa的真空度下干燥24小时；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为1%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温轻柔振荡48小时；再用去离子水清洗，每隔12小时换水一次，复清洗10次后，至洗涤液中无氯化钾存在，得到湿态支架；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中于15℃真空干燥48小时，得到三维多孔支架。
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入0.1gI型胶原蛋白的50ml水溶液（0.05wt%的I型胶原蛋白溶液）中振荡，轻柔振荡30分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于60℃干燥24小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
将得到的骨修复再生材料三维多孔复合支架通过比重瓶及SEM测试，结果表明，孔隙率为74.42%，孔径范围为20微米-500微米，具体见表1。
实施例3
本发明的一种骨修复再生材料，通过如下方法制备：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.53称取12.553g(0.0765mol)硝酸钙和7.05g(0.05mol)磷酸三甲酯，分别溶解于80ml蒸馏水和30ml乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的14.688g柠檬酸，经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯乙醇溶液混合，用氨水调节混合液的pH至10，室温下陈化48小时；然后，在150℃下干燥3小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经550℃煅烧1.5小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的纳米粉体，其中，羟基磷灰石的质量百分含量为60％，β-磷酸三钙的质量百分含量为40％，也就是羟基磷灰石(60％)-β-磷酸三钙(40％)双相陶瓷粉体。
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的15g磷酸钙盐组合物（羟基磷灰石(60％)-β-磷酸三钙(40％)）与含有0.5g分子量为6500的聚-L-乳酸的9ml四氢呋喃溶液在30℃温度下搅拌混合，均匀分散1.5h。
（3）聚-DL-乳酸处理
采用7.5g分子量为800kDade的聚-DL-乳酸与8ml四氢呋喃配制聚-DL-乳酸溶液，所得溶液为质量浓度达7wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液；将2.5g步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于40℃下共混2小时，至混合均匀。
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入2g粒径范围在100微米-150微米之间的氯化钠，搅拌均匀，至四氢呋喃挥发至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设好的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥，在0.06MPa的真空度下干燥24小时；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为2%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温轻柔振荡48小时；再用去离子水清洗，每隔12小时换水一次，复清洗10次后，至洗涤液中无氯化钠存在，得到湿态支架；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中于40℃真空干燥48小时，得到三维多孔支架。
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入0.2gI型胶原蛋白的50ml水溶液（0.05wt%的I型胶原蛋白溶液）中振荡，轻柔振荡15分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于40℃干燥28小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
将得到的骨修复再生材料三维多孔复合支架通过比重瓶及SEM测试，结果表明，孔隙率为72.312%，孔径范围为50微米-400微米，具体见表1。
实施例4
本发明的一种骨修复再生材料，通过如下方法制备：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.53称取12.553g(0.0765mol)硝酸钙和7.05g(0.05mol)磷酸三甲酯，分别溶解于80ml蒸馏水和30ml乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的14.688g柠檬酸，经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯乙醇溶液混合，用氨水调节混合液的pH至10，室温下陈化48小时；然后，在150℃下干燥3小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经520℃煅烧1.5小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的纳米粉体，其中，羟基磷灰石的质量百分含量为65％，β-磷酸三钙的质量百分含量为35％，也就是羟基磷灰石(65％)-β-磷酸三钙(35％)双相陶瓷纳米粉体。
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的15g磷酸钙盐组合物（羟基磷灰石(65％)-β-磷酸三钙(35％)）与含有0.5g分子量为8000的聚-L-乳酸的9ml四氢呋喃溶液在20℃温度下搅拌混合，均匀分散0.5h。
（3）聚-DL-乳酸处理
采用7.5g分子量为900kDade的聚-DL-乳酸与6.45ml四氢呋喃配制聚-DL-乳酸溶液，所得溶液为质量浓度达8wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液；将1.5g步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于40℃下共混1.5小时，至混合均匀。
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入2g粒径范围在50微米-100微米之间的氯化钠，搅拌均匀，至四氢呋喃挥发至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设好的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥，在0.1MPa的真空度下干燥24小时；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为2%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温轻柔振荡48小时；再用去离子水清洗，每隔12小时换水一次，复清洗12次后，至洗涤液中无氯化钠存在，得到湿态支架；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中于40℃真空干燥48小时，得到三维多孔支架。
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入0.1gI型胶原蛋白的25ml水溶液（0.04wt%的I型胶原蛋白溶液）中振荡，轻柔振荡20分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于15℃干燥40小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
将得到的骨修复再生材料三维多孔复合支架通过比重瓶及SEM测试，结果表明，孔隙率为71.211%，孔径范围为50微米-200微米，具体见表1。
实施例5
本发明的一种骨修复再生材料，通过如下方法制备：
（1）磷酸钙盐组合物的制备
（1.1）按照Ca/P摩尔比为1.53称取12.553g(0.0765mol)硝酸钙和7.05g(0.05mol)磷酸三甲酯，分别溶解于80ml蒸馏水和30ml乙醇中；
（1.2）再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的14.688g柠檬酸，经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯乙醇溶液混合，用氨水调节混合液的pH至10，室温下陈化48小时；然后，在150℃下干燥3小时生成干凝胶；
（1.3）将步骤（1.2）所得干凝胶经560℃煅烧1.5小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的纳米粉体，其中，羟基磷灰石的质量百分含量为57％，β-磷酸三钙的质量百分含量为43％，也就是羟基磷灰石(57％)-β-磷酸三钙(43％)双相陶瓷纳米粉体。
（2）磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤（1）制得的15g磷酸钙盐组合物（羟基磷灰石(57％)-β-磷酸三钙(43％)）与含有0.5g分子量为10000的聚-L-乳酸的9ml四氢呋喃溶液在20℃温度下搅拌混合，均匀分散0.5h。
（3）聚-DL-乳酸处理
采用3.5g分子量为700kDade的聚-DL-乳酸与8ml四氢呋喃配制聚-DL-乳酸溶液，所得溶液为质量浓度达7wt%的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液；将6.5g步骤（2）预处理过的磷酸钙盐组合物与聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液于40℃下共混1.5小时，至混合均匀。
（4）三维多孔支架的成型制备
（4.1）向步骤（3）所得的混合物中加入4g粒径范围在40微米-180微米之间的氯化钠，搅拌均匀，至四氢呋喃挥发至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设好的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
（4.2）将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥，在0.08MPa的真空度下干燥24小时；
（4.3）将步骤（4.2）所得的真空干燥后的成型固体置于质量浓度为5%的醋酸溶液中，在37℃的条件下，恒温轻柔振荡48小时；再用去离子水清洗，每隔12小时换水一次，复清洗15次后，至洗涤液中无氯化钠存在，得到湿态支架；
（4.4）将步骤（4.3）所得的湿态支架放入真空干燥箱中于37℃真空干燥24小时，得到三维多孔支架。
（5）胶原蛋白处理
将步骤（4）所得的三维多孔支架浸入0.1gI型胶原蛋白的25ml水溶液（0.04wt%的I型胶原蛋白溶液）中振荡，轻柔振荡28分钟，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中，于35℃干燥24小时，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
将得到的骨修复再生材料三维多孔复合支架通过比重瓶及SEM测试，结果表明，孔隙率为73.462%，孔径范围为30微米-300微米，具体见表1。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
表1
Claims (9)
1.一种骨修复再生材料，其特征在于，由聚-DL-乳酸、磷酸钙盐组合物和胶原蛋白复合构成，其中，所述磷酸钙盐组合物为羟基磷灰石和β-磷酸三钙的组合物，所述骨修复再生材料中各组分的重量百分比分别为：聚-DL-乳酸34-84wt％；胶原蛋白1-5wt％；磷酸钙盐组合物15-65wt％，其中，在磷酸钙盐组合物中，羟基磷灰石的含量为50-70wt％，β-磷酸三钙的含量为30-50wt％。
2.根据权利要求1所述的骨修复再生材料，其特征在于，所述羟基磷灰石为纤维状，所述β-磷酸三钙为颗粒状。
3.根据权利要求2所述的骨修复再生材料，其特征在于，所述羟基磷灰石纤维的长度为15nm-85nm、直径为2nm-5nm；所述β-磷酸三钙颗粒的尺寸为2μm-10μm。
4.根据权利要求1所述的骨修复再生材料，其特征在于：所述聚-DL-乳酸的分子量为500kDa-900kDa；所述胶原蛋白为I型胶原蛋白。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的骨修复再生材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)磷酸钙盐组合物的制备
制备磷酸钙盐组合物的纳米粉体，其中，羟基磷灰石的含量为50-70wt％、β-磷酸三钙的含量为30-50wt％；
(2)磷酸钙盐组合物的预处理
将步骤(1)制得的磷酸钙盐组合物用聚-L-乳酸溶液进行表面处理；
(3)聚-DL-乳酸处理
将步骤(2)预处理过的磷酸钙盐组合物置于聚-DL-乳酸溶液中混合均匀；
(4)三维多孔支架的成型制备
(4.1)向步骤(3)所得的混合物中加入致孔剂，搅拌均匀，至体系呈粘稠状时，将混合体系浇铸到预设的经疏水化处理的玻璃模具中成型；
(4.2)将成型后的固态物从模具中取出，放入真空干燥箱，在室温下、采用负压真空抽吸法干燥；
(4.3)将步骤(4.2)所得的真空干燥后的成型固体置于醋酸溶液中恒温振荡；再用去离子水清洗，得到湿态支架；
(4.4)将步骤(4.3)所得的湿态支架放入真空干燥箱中真空干燥，得到三维多孔支架；
(5)胶原蛋白处理
将步骤(4)所得的三维多孔支架浸入胶原蛋白溶液中振荡，即得湿态三维多孔复合支架；取出所得的湿态复合支架放入真空干燥箱中干燥，得到骨修复再生材料三维多孔复合支架。
6.根据权利要求5所述骨修复再生材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述磷酸钙盐组合物的纳米粉体采用原位混合法制备，包括如下步骤:
(1.1)按照Ca/P摩尔比为1.5-1.67称取计算量的硝酸钙Ca(NO3)2和磷酸三甲酯(CH3O)3PO，分别溶解于蒸馏水和乙醇中；
(1.2)再在硝酸钙水溶液中加入与钙离子等摩尔量的柠檬酸C6H8O7；经充分溶解后，把硝酸钙水溶液和磷酸三甲酯酒精溶液混合，用氨水调节混合液的pH至3-11，室温下陈化12-48小时；然后，在80-190℃下干燥2-10小时生成干凝胶；
(1.3)将步骤(1.2)所得干凝胶经500-600℃煅烧1-3小时，即得所需的磷酸钙盐组合物的粉体。
7.根据权利要求5所述骨修复再生材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，聚-L-乳酸溶液为聚-L-乳酸的四氢呋喃溶液，其中，聚-L-乳酸的质量百分含量为2-5wt％。
8.根据权利要求5所述骨修复再生材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述聚-DL-乳酸溶液为质量浓度达3-8wt％的聚-DL-乳酸四氢呋喃溶液。
9.根据权利要求5所述骨修复再生材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，所述致孔剂加入粒径为30-600微米的氯化钠或氯化钾。
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