CN105727369A - 一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的制备方法，包括(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，再加入明胶，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；(2)将悬浮液倒入所需的模具内，并置于冰箱内冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；(3)将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶放入交联剂溶液中进行化学交联；(4)将化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于改性模拟体液中，培养，冷冻干燥。所述的明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架具有近似于骨的组成结构、良好的生物学和力学性能，制备成本低廉，具有良好的应用前景。

Description

一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的制备方法
技术领域
本发明涉及人工骨支架材料制备领域技术领域，尤其涉及一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的制备方法。
背景技术
车祸、疲劳运动等过程中造成的严重骨损伤，或者肿瘤、炎症及各种畸形造成的骨缺损、骨不连等，需要通过骨移植手术有效地进行修复。
随着科技的发展，骨移植材料的来源具有了多种选择。自体异位骨材料、同种异体骨材料、异种骨材料和人工合成仿生骨材料均在骨移植方面进行了大量实验和临床研究，并已在临床中实际应用。但这些材料在实际应用中均存在诸多缺陷，无法很好地替代天然骨使用。
目前我们亟待制备一种有机/无机杂化材料，能够结合无机材料在力学强度、弹性模量方面、高分子材料在韧性方面的优势，弥补两种材料的不足，实现骨的临时替代，并伴随着材料降解诱导产生新骨。
CN200510107942.0公开了一种多孔胶原复合纳米羟基磷灰石人工骨的制备方法，所述的方法为：首先制备纳米羟基磷灰石，然后制备胶原溶液，在羟基磷灰石粉体中加入胶原溶液，最后将羟基磷灰石和胶原的混合膏状物冷冻干燥成为多孔胶原复合纳米羟基磷灰石人工骨。
CN200910250313.1公开了一种多孔羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合材料支架，其由羟基磷灰石、壳聚糖和明胶按重量比3∶3∶4构成，所述的材料支架由以下步骤制备而成：a.将2-20μm的HA粉体制成水悬浮液；b.在水悬浮液中添加壳聚糖的水溶液和明胶；c.加入10ml戊二醛交联制备得到HA-壳聚糖-明胶网络组成物；d.将该组成物于-40℃预冻后制成多孔支架；e.用氢氧化钠中和剩余乙酸，用NaBH4溶液处理消除残留的戊二醛，经二次冻干得到孔隙率大于90％，孔径300-400μm的多孔羟基磷灰石/壳聚糖-明胶支架。
CN201310177724.9公开了一种纳米羟基磷灰石/壳聚糖/鱼皮胶原复合支架及其制备方法，其特征在于：应用仿生、纳米、冷冻干燥相分离技术构建具有类似天然骨生物特性的人工骨支架材料；以壳聚糖/鱼皮胶原为有机基体，钙-磷盐溶液为无机相羟基磷灰石前驱体，模仿天然骨组织形成过程中无机钙磷矿物在有机基质生物大分子调控下的原位析晶过程，制备nm羟基磷灰石/壳聚糖/鱼皮胶原骨组织工程支架。
CN201410160212.6涉及一种3D均匀多孔支架材料及其制备方法，其特征在于由以下步骤实现：(1)于碳酸钠溶液中溶解胶原蛋白，使胶原蛋白的最终质量分数达到10-30％；(2)于步骤(1)的混合物中添加纳米羟基磷灰石，胶原蛋白与纳米羟基磷灰石的质量比为1：(3-5)，在漩涡混合仪上震荡直至混合均匀，得粘稠均匀状乳浊液；(3)将步骤(2)得到的混合物分装于模具中；(4)模具于-80℃下冷冻3-6h，再进行真空干燥48h；(5)将步骤(4)的初次冻干品于交联剂溶液中进行交联反应，100ml交联剂溶液对应12-15g初次冻干骨支架材料，交联体系的pH为8-11，反应温度为37-50℃，反应时间为24-36h；(6)将步骤(5)交联后的样品再于交联剂溶液中进行二次交联反应，100ml交联剂溶液对应12-15g初次冻干骨支架材料，交联体系的pH为3-6，反应温度为37-50℃，反应时间为24-36h；(7)将步骤(6)得到的样品于乙醇溶液中洗涤12h，每一小时换一次乙醇溶液，之后于去离子水中洗涤2h；(8)将步骤(7)得到的样品真空冷冻干燥48h后，灭菌，包装。
CN201410161018.X涉及一种增强生物相容性的人工骨支架材料的制备方法,其特征在于按照下列步骤进行：(1)将胶原蛋白溶解于去离子水中，制备得到质量分数为20-40％的胶原蛋白溶液；(2)调节胶原蛋白溶液的pH值至5-7；(3)按照谷氨酰胺转移酶与胶原蛋白的比例为2-15U/g的比例添加谷氨酰胺转移酶；(4)按照胶原蛋白与纳米羟基磷灰石的质量比为1:(2-4)比例添加纳米羟基磷灰石，得到粘稠状乳浊液；(5)将步骤四的粘稠状乳浊液转移至模具中，于30-55℃下反应24-36h，放置冷却；(6)90℃下进行酶灭活5min，放置冷却；(7)超低温冰箱-80℃下预冻3h，之后真空冷冻干燥48h。
目前公开的专利，有的采用简单共混的方法制备仿生陶瓷材料，虽然结构在一定程度上接近天然骨，但是通常质地较脆，难以实现机械支撑的力学要求；有的为了保证羟基磷灰石材料在结构、生物性能和力学性能方面均接近天然骨，进行了各种改善，虽然在一定程度上取得了有益的效果，但是或需要添加的物质较多，或是步骤比较繁琐，难以符合产业化生产的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的制备方法。
为实现本发明的目的，实施了以下的技术方案：
一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架材料的制备方法，包括：
(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，加热，再加入明胶，使其充分溶解，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(2)将悬浮液倒入所需的模具内，并置于冰箱内冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(3)将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶放入交联剂溶液中进行化学交联；
(4)将化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶至于改性模拟体液中，并置于恒温箱内培养，然后进行冷冻干燥，得到所述的明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
明胶是一种骨胶原部分水解得到的衍生天然可降解生物高分子产物。已被广泛用于食品、医药和工业领域。与骨胶原相比，明胶具有和骨胶原类似的结构，并且也由18种氨基酸组成，可以发挥骨胶原在骨中相似的作用，但它不具有抗原性，不传播病原体。
羟基磷灰石是人体和动物骨骼中的主要无机成分，并且可以与骨组织很好的键接在一起。大量的生物相容性试验证明它无毒、无刺激、不致过敏反应、不致畸、不致突变、不致溶血、不破坏生物组织，具有非常好的细胞活性和骨传导性，并能与骨形成牢固的化学结合，是一种很有应用前景的人工骨材料。
本发明采用明胶和羟基磷灰石为原料，通过物理交联，化学交联和改性模拟体液培养的方法，在形成机理上尽可能的模拟天然骨的形成，方法简单，制备条件温和，具有低毒性，并且制备获得的骨支架材料与天然骨极其接近，符合生物性能和力学性能的要求。所述的骨支架材料利于诱导骨细胞的生长，尤其，所述的骨支架材料的制备工艺简约，制备成本较低，能够实现产业化生产，可以大大降低使用成本，具有替代天然骨的潜质，有良好的医疗应用前景。
所述方法制备的骨支架具有以下的优点：
1)本发明的制备工艺简单，成本低廉，便于实现产业化，具有广泛应用于医疗领域的前景；
2)本发明采用羟基磷灰石和明胶为主要原料，在增强支架生物活性与力学性能的同时，增强了生物相容性，能更好地与有机体结合，便于诱导新骨的生长；
优选地，所述明胶在蒸馏水中的质量浓度为15％～40％。在该浓度范围的明胶，制备的骨支架的微观结构能更接近天然骨。
优选地，所述羟基磷灰石的长度为100～300nm优选地，所述羟基磷灰石的直径为20～100nm。选择所述的纳米羟基磷灰石，能够和明胶更好的键合，形成的骨支架的微观结构比较均一。
优选地，羟基磷灰石在明胶水溶液中的质量浓度为5％～10％，选择所述的质量浓度范围内制备的骨支架，在改性模拟体液中培养时，碳酸化羟基磷灰石的成核和生长效果更好，便于达到更好的力学增强效果。
优选地，所述步骤(1)明胶/羟基磷灰石悬浮液通过如下方式配制：
(1a)将羟基磷灰石分散到蒸馏水中，浓度为5％～10％，超声使纳米羟基磷灰石粒子充分分散；
(1b)将分散好的羟基磷灰石/蒸馏水加热至40～55℃并搅拌，加入明胶继续搅拌使明胶溶解，明胶浓度为15％～40％。
优选地，所述步骤(1b)中，加热水的温度为40～55℃，明胶在水中分散的更加均匀，可以和已经分散在水中的羟基磷灰石粒子更好的作用，形成稳固的键合作用，对于在后续的制备中形成结构良好的骨支架有关键的作用。
优选地，所述步骤(3)中，物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶进行化学交联的方法为：
(3a)将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶在1～5℃下从模具中取出；
(3b)在相同温度下将水凝胶放入相同温度的浓度为10％～45％的交联剂溶液中进行化学交联24～48小时；
(3c)将化学交联好的明胶/羟基磷灰石水凝胶用蒸馏水进行冲洗，并置于相同温度的蒸馏水中浸泡，除去残余的交联剂。
优选地，所述步骤(4)具体为：
(4a)配制改性模拟体液；
(4b)将已除净残余交联剂的化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于改性模拟体液中进行培养，得到明胶/碳酸化羟基磷灰石；
(4c)将培养后的明胶/碳酸化羟基磷灰石用蒸馏水冲洗，然后进行冷冻；
(4d)将冷冻好的明胶/碳酸化羟基磷灰石进行冷冻干燥，得到所述的明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
其中，所述步骤(4a)中改性模拟体液的配制方法可参照现有技术的方法进行，如按照2003年AyakoOyane等制备改性模拟体液的方法配制。所述步骤(4a)中改性模拟体液的组成为蒸馏水、氯化钠、三水合磷酸氢二钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钾、六水合氯化镁、氯化钙、硫酸钠、氢氧化钠和4-羟乙基哌嗪乙磺酸。
优选地，所述步骤(4b)中所用的改性模拟体液可以是1倍、1.5倍、3倍、5倍、10倍的改性模拟体液。
优选地，所述步骤(4b)为将装有改性模拟体液和水凝胶的小瓶置于37℃的恒温箱中进行培养，以促使碳酸化羟基磷灰石在水凝胶内部成核和生长；
优选地，所述步骤(4b)首先将化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶浸泡在1倍的模拟体液中培养1～3天，然后再浸泡进1.5倍或3倍或5倍或10倍的改性模拟体液中继续培养。
作为本发明的一个最优选技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1’)将羟基磷灰石分散到蒸馏水中，质量浓度为5％～10％，超声使纳米羟基磷灰石粒子充分分散；
(2’)将分散好的羟基磷灰石/蒸馏水加热至40～55℃并搅拌，加入明胶继续搅拌使明胶溶解，明胶浓度为15％～40％，得到所述明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(3’)将悬浮液倒入所需的模具内，并置于冰箱内冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(4’)将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶从模具中取出；
(5’)在相同温度下将水凝胶放入相同温度的浓度为15％～45％的交联剂溶液中进行化学交联24～48小时；
(6’)将化学交联好的明胶/羟基磷灰石水凝胶用蒸馏水进行冲洗，并置于相同温度的蒸馏水中浸泡，除去残余的交联剂；
(7’)按照2003年AyakoOyane等制备改性模拟体液的方法配置1倍、1.5倍、3倍、5倍、10倍浓度的改性模拟体液。
(8’)将已除净残余交联剂的化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于改性模拟体液中，并将装有改性模拟体液和水凝胶的小瓶置于37℃的恒温箱中进行培养，以使碳酸化羟基磷灰石得以在水凝胶内部成核和生长；
(9’)将培养获得的明胶/碳酸化羟基磷灰石用蒸馏水冲洗，然后置于低温冰箱中进行冷冻。
(10’)将冷冻好的明胶/碳酸化羟基磷灰石置于冷冻干燥箱内进行冷冻干燥，得到所述明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
本发明的优点为：采用本发明的方法制备的明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架，具有近似于骨的组成结构。其中，与合成羟基磷灰石相比，在改性模拟体液中新生长的碳酸化羟基磷灰石结构与骨中羟基磷灰石的结构更加接近。碳酸化羟基磷灰石与明胶之间具有较好的相互作用，与简单混合制备的明胶/羟基磷灰石骨支架相比，明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的力学性能得到大幅提升。
附图说明
图1-a为采用本发明实施例1制备的骨支架的宏观结构图。
图1-b为采用本发明实施例1制备的骨支架的100μm尺度的微观结构图。
图1-c为采用本发明实施例1制备的骨支架的2μm尺度的微观结构图。
图2不同方法制备的骨支架材料的力学参数对比图。
图3-a为试验例1中的方法一制备的骨支架材料的微观结构图。
图3-b为试验例2中的方法二制备的骨支架材料的微观结构图。
图3-c为试验例2中的方法三制备的骨支架材料的微观结构图。
具体实施方式
下面将结合下列实施例对本发明的实施方案进行详细描述。以下实施例仅为本发明的优选实施例，以便于更好地理解本发明，不应视为对本发明的限定。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的实验材料，如无特殊说明，均购买自常规生化试剂厂商。
实施例1
一种制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的方法：
(1)制备明胶/羟基磷灰石悬浮液：将纳米羟基磷灰石(长度为100nm,直径为20nm)分散到蒸馏水中，超声使羟基磷灰石纳米粒子分散开，质量浓度为5％。然后将其加热到40℃，边搅拌边加入明胶，继续搅拌使明胶完全溶解，得到明胶/羟基磷灰石悬浮液，明胶的质量浓度为15％。
(2)制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶：将明胶/羟基磷灰石悬浮液倒入模具内，迅速将其置于1℃的冰箱内诱导物理凝胶化。12小时后，将已经凝胶化的明胶/羟基磷灰石水凝胶从模具中取出，得到物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶。
(3)制备化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶：将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于质量浓度为15％的戊二醛、二氧六环、蒸馏水的混合溶液中进行化学交联24小时。用蒸馏水冲洗三次，然后在蒸馏水中浸泡，除去残余的戊二醛和二氧六环，得到化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶。
(4)制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架：将得到的化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶浸泡入1倍的改性模拟体液中，并将装有改性模拟体液和明胶/羟基磷灰石水凝胶的小瓶放入37℃的恒温箱中培养3天，然后将1倍的改性模拟体液换成1.5倍的改性模拟体液继续培养。21天后将表面和内部都生长了碳酸化羟基磷灰石的明胶/碳酸化羟基磷灰石取出。用蒸馏水冲洗三次，然后将明胶/碳酸化羟基磷灰石水凝胶在-20℃的冰箱中冷冻48小时，然后放入冷冻干燥箱内冷冻干燥48小时，最后得到明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
实施例2
一种制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的方法：
(1)制备明胶/羟基磷灰石悬浮液：将纳米羟基磷灰石(长度为200nm,直径为50nm)分散到蒸馏水中，超声使羟基磷灰石纳米粒子分散开，质量浓度为8％。然后将其加热到45℃，边搅拌边加入明胶，继续搅拌使明胶完全溶解，得到明胶/羟基磷灰石悬浮液，明胶的质量浓度为20％。
(2)制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶：将明胶/羟基磷灰石悬浮液倒入模具内，迅速将其置于3℃的冰箱内诱导物理凝胶化。12h后，将已经凝胶化的明胶/羟基磷灰石水凝胶从模具中取出，得到物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶。
(3)制备化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶：将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于质量浓度为30％的戊二醛、二氧六环、蒸馏水的混合溶液中进行化学交联36h。用蒸馏水冲洗，然后在蒸馏水中浸泡，除去残余的戊二醛和二氧六环，得到化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶。
(4)制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架：将得到的化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶浸泡入1倍的改性模拟体液中，并将装有改性模拟体液和明胶/羟基磷灰石水凝胶的小瓶放入37℃的恒温箱中培养3天，然后将1倍的改性模拟体液换成3倍的改性模拟体液继续培养。21天后将表面和内部都生长了碳酸化羟基磷灰石的明胶/碳酸化羟基磷灰石取出。用蒸馏水冲洗，然后将明胶/碳酸化羟基磷灰石水凝胶在-20℃的冰箱中冷冻48小时，然后放入冷冻干燥箱内冷冻干燥48小时，最后得到明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
实施例3
一种制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的方法：
(1)制备明胶/羟基磷灰石悬浮液：将纳米羟基磷灰石(长度为300nm,直径为100nm)分散到蒸馏水中，超声使羟基磷灰石纳米粒子分散开，质量浓度为10％。然后将其加热到55℃，边搅拌边加入明胶，继续搅拌使明胶完全溶解，得到明胶/羟基磷灰石悬浮液，明胶的质量浓度为40％。
(2)制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶：将明胶/羟基磷灰石悬浮液倒入模具内，迅速将其置于1℃的冰箱内诱导物理凝胶化。12h后，将已经凝胶化的明胶/羟基磷灰石水凝胶从模具中取出，得到物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶。
(3)制备化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶：将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于质量浓度为45％的戊二醛、二氧六环、蒸馏水的混合溶液中进行化学交联48h。用蒸馏水冲洗，然后在蒸馏水中浸泡，除去残余的戊二醛和二氧六环，得到化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶。
(4)制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架：将得到的化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶浸泡入1倍的改性模拟体液中，并将装有改性模拟体液和明胶/羟基磷灰石水凝胶的小瓶放入37℃的恒温箱中培养3天，然后将1倍的改性模拟体液换成10倍的改性模拟体液继续培养。21天后将表面和内部都生长了碳酸化羟基磷灰石的明胶/碳酸化羟基磷灰石取出。用蒸馏水冲洗，然后将明胶/碳酸化羟基磷灰石水凝胶在-20℃的冰箱中冷冻48小时，然后放入冷冻干燥箱内冷冻干燥48小时，最后得到明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
实施例4
一种制备明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的方法:
(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，加热，再加入明胶，使其溶解，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(2)将悬浮液倒入所需的模具内，冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(3)步骤(2)中所述的水凝胶放入交联剂溶液中,进行化学交联；
(4)将化学交联好的水凝胶置于模拟体液中，恒温培养，然后进行冷冻干燥，得到所述明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
我们对实施例中制备获得的骨支架的宏观和微观的结构进行了观测，并获取了宏观微观结构图，均具有良好的结构。图1是实施例1制备的骨支架的结构图，基于节约文章篇幅的考虑，其他实施例的结构图未一一列出。
试验例1：不同实验方法的对比
经本发明研究表明，不同的方法所制备的骨支架材料的性质不同。下面列举部分方法对比试验的内容：
方法一：
(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，加热，再加入明胶，使其溶解，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(2)将悬浮液倒入所需的模具内，冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(3)步骤(2)中所述的水凝胶放入交联剂溶液中,进行化学交联；
(4)将化学交联后的骨支架，充分清洗，冷冻干燥。
方法二：
(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，加热，再加入明胶，使其溶解，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(2)将悬浮液倒入所需的模具内，冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(3)步骤(2)中所述的水凝胶进行冷冻干燥，制备多孔结构的支架；
(4)将步骤(3)所述的支架至于模拟体液中，恒温培养。
方法三：
按照本发明所述的方法进行，具体包括如下步骤；
(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，加热，再加入明胶，使其溶解，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(2)将悬浮液倒入所需的模具内，冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(3)步骤(2)中所述的水凝胶放入交联剂溶液中,进行化学交联；
(4)将步骤(3)所述的水凝胶置于模拟体液中，恒温培养，然后进行冷冻干燥。
以上所述的试验，采用单一变量控制对比的方法。之后测试了三种不同方法制备获得的骨支架的力学性能，以及将三种骨支架统一培养在相同的改性模拟体液中21天模拟移植到体内环境后的力学性能。
通过研究以上三种不同制备方法制得的骨支架，发现方法三即本发明的方案，制备的骨支架保持了明胶内部的网络结构和网络结构之间的空隙，水和其他小分子可以自由扩散，并且羟基磷灰石可以穿透整个明胶支架，在明胶内部很好地生长，而且结构非常均一完美。领域内研究表明，能够在孔壁内生长的羟基磷灰石骨支架材料具有更好的力学支撑效果。其微观结构与天然骨极其接近，具有很好的替代天然骨的应用前景。
图2是上述三种不同方法制备的骨支架的抗压模量数据图，竖直条纹条状图是刚制备后的抗压模量数据，斜条纹条状图是在相同的改性模拟体液中培养21天之后的抗压模量数据。从图2中可以看出，采用本发明的方法制备的骨支架的抗压模量明显优于另外两种方法制得的骨支架。
图3-a、图3-b和图3-c是所述的三种不同方法制备的骨支架的微观结构区别图，从微观结构图对比可以看出，采用本发明的方法制备的骨支架的微观结构更优异，更接近天然骨。
试验例2、明胶浓度不同对所制得的骨支架的性能的影响
该试验例考察了不同的明胶浓度对所制得的骨支架的性能的影响。抗压模量越大，且弹性模量越接近天然骨的弹性模量(1～8MPa)，则表明该骨支架材料的性能越好，越具备取代天然骨的潜质。制备步骤和其它参数相同，具体参见实施例1。
具体试验结果参见表1。
表1、明胶的不同浓度对所制得的骨支架的性能的影响
试验例3、羟基磷灰石的不同长度和直径对所制得的骨支架的性能影响
该试验例考察了不同的羟基磷灰石的长度和直径，对所制得的骨支架的微观结构的均一性的影响。具体结果见表2。制备步骤和其它参数相同，具体参见实施例1。
表2、羟基磷灰石不同长度与直径对骨支架的微观结构影响
注：“×”表示微观结构不均一，“—”表示微观结构均一。

Claims (10)

1.一种明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架的制备方法，包括：
(1)将羟基磷灰石分散于蒸馏水中，加热，再加入明胶，使其溶解，制备明胶/羟基磷灰石悬浮液；
(2)将悬浮液倒入所需的模具内，冷却，制备物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶；
(3)步骤(2)中所述的水凝胶放入交联剂溶液中,进行化学交联；
(4)将化学交联好的水凝胶置于改性模拟体液中，恒温培养，然后进行冷冻干燥，得到所述明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述明胶/羟基磷灰石的悬浮液中，明胶的浓度为15％～40％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述羟基磷灰石的长度为100～300nm，直径为20～100nm。
4.根据权利要求1-3所述的制备方法，其特征在于，所述的冷却为放置于1-5℃的冰箱内冷却。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的羟基磷灰石在明胶/羟基磷灰石悬浮液中的浓度为5％～10％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)按照以下方式进行：
(1a)将羟基磷灰石分散到蒸馏水中，浓度为5％～10％，超声，使羟基磷灰石粒子充分分散；
(1b)将分散好的羟基磷灰石/蒸馏水加热至40～55℃并搅拌，加入明胶，继续搅拌使明胶溶解。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)，按照下列步骤进行：
(3a)将物理交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶在1～5℃下从模具中取出；
(3b)在相同温度下将水凝胶放入浓度为15％～45％的交联剂溶液中进行化学交联；
(3c)将化学交联好的明胶/羟基磷灰石水凝胶用蒸馏水进行冲洗，并置于相同温度的蒸馏水中浸泡，除去残余的交联剂。
8.根据权利要求1-7的任一项所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为戊二醛、碳二亚胺盐酸盐/琥珀酰亚胺、京尼平、单宁酸或葡糖二醛中的一种；交联剂溶液的溶剂为任意比例的蒸馏水与二氧六环的混合溶剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)按照下列方式进行：
(4a)配制改性模拟体液；
(4b)将已除净残余交联剂的化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶置于改性模拟体液中，进行培养,得到明胶/碳酸化羟基磷灰石的水凝胶；
(4c)将培养后得到的明胶/碳酸化羟基磷灰石用蒸馏水冲洗，然后进行冷冻；
(4d)将冷冻好的明胶/碳酸化羟基磷灰石进行冷冻干燥，得到所述明胶/碳酸化羟基磷灰石骨支架；
优选地，所述步骤(4a)为：
配制1倍、1.5倍、3倍、5倍、10倍的改性模拟体液；
更优选地，所述步骤(4b)为：
首先将化学交联的明胶/羟基磷灰石水凝胶浸泡在1倍的改性模拟体液中培养，然后再浸泡进1.5倍或3倍或5倍或10倍的改性模拟体液中继续培养。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述改性模拟体液的组成为蒸馏水、氯化钠、三水合磷酸氢二钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钾、六水合氯化镁、氯化钙、硫酸钠、氢氧化钠和4-羟乙基哌嗪乙磺酸。
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