CN116785503A

CN116785503A - 一种矿化胶原水凝胶及制备方法和应用

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Publication number: CN116785503A
Application number: CN202310261826.2A
Authority: CN
Inventors: 刘贺; 王香港; 王辰宇; 白皓天; 王中汉; 王金成
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2023-03-17
Filing date: 2023-03-17
Publication date: 2023-09-22

Abstract

本发明属于功能性医用生物材料领域，具体为一种矿化胶原水凝胶及制备方法和应用，所述矿化胶原水凝胶是将由盐钙溶液与磷酸盐溶液得到的矿化液与一型胶原溶液矿化后得到的。得到的矿化胶原水凝胶同时具有抑制破骨细胞和促进成骨的功能。

Description

一种矿化胶原水凝胶及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及功能性医用生物材料领域，具体涉及一种矿化胶原水凝胶及制备方法和应用。

背景技术

在临床上，骨质疏松症是由于多种原因导致的患者骨密度降低，患者的骨微结构发生改变，导致骨脆性增加，容易发生骨折等危险。目前，对于老年人骨质疏松性股骨颈骨折的治疗，多采取髋关节置换手术。但是在骨质疏松患者中，术后假体松动、脱位等并发症的发病率较高，主要原因是：1)骨质疏松导致患者假体周围骨量减少，假体与周围骨组织界面结合不牢固，导致应力屏蔽现象发生，最终引起假体的移位、松动等并发症的发生；2)因为患者在骨质疏松状态下，骨生成与骨吸收的平衡被打破，破骨细胞活跃，成骨能力下降，导致术后骨再生能力受限，骨整合效果差，最终导致并发症发生率增高。为了促进骨质疏松状态下关节置换术后的骨整合效果，目前骨组织工程被寄予厚望。

通过骨组织工程技术制备新型生物活性支架，一方面，通过假体的结构优化设计，减少假体与周围骨组织的应力屏蔽作用，促进骨整合；另一方面，通过在支架中搭载生物活性物质，进行局部缓释，促进骨再生。搭载生物活性物质的方式，最常见的有两种，一种是在支架表面进行涂层，既可以通过表面物理粘附，也可以通过与支架材料通过化学键相连，将具有促成骨效果的活性物质负载在支架表面；另一种是将含有活性物质的水凝胶填充在支架内部，在植入体内后，通过水凝胶的逐渐降解，慢慢将药物释放出来。此外，在骨质疏松状态下，要求骨组织工程所制备的支架不仅能够具有促成骨的作用，还要能够抑制骨吸收。

正常骨中的主要有机成分是一型胶原，主要的无机成分是羟基磷灰石，其中羟基磷灰石通过纤维内矿化的方式沉积在一型胶原中。羟基磷灰石是由磷酸钙结晶所形成，目前现有技术中已经能够成功在体外实现羟基磷灰石与一型胶原的矿化过程，制备出的矿化胶原具有一定的促成骨效果，此外，矿化胶原本身作为一种仿生骨成分所制备的生物材料，具有很好的生物相容性，考虑到骨质疏松状态下，仅仅促成骨还是不够的，要求生物材料还要有一定的抑制骨吸收的能力，而矿化胶原不能很好的抑制骨吸收作用，在破骨细胞的作用下，会导致假体周围松动，因此，对生物材料进行改进，以达到更好的生物功能至关重要。

发明内容

本发明为了解决现有技术中矿化胶原不能很好的抑制骨吸收作用的问题，提供了一种矿化胶原水凝胶及制备方法和应用。

一种矿化胶原水凝胶，所述矿化胶原水凝胶是将由盐钙溶液与磷酸盐溶液得到的矿化液与一型胶原溶液矿化后得到的。

所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将一型胶原制成一型胶原溶液；

(2)将盐钙溶液与磷酸盐溶液混合得到矿化液；

(3)将步骤(1)得到的一型胶原溶液与步骤(2)得到的矿化液矿化得到所述矿化胶原水凝胶。

优选的，所述磷酸盐为双磷酸盐和Na₂HPO₄，或双磷酸盐。

优选的，所述矿化液中钙离子与磷酸根离子的摩尔为1-2：1。

优选的，所述磷酸盐为双磷酸盐和Na₂HPO₄时，唑来膦酸和Na₂HPO₄的摩尔比为1-2：1-2。

优选的，步骤(3)中，所述一型胶原溶液的浓度为2mg/mL。

优选的，步骤(3)中矿化的环境为中性环境。

优选的，所述矿化时间20-30小时。

所述制备方法制得的矿化胶原水凝胶。

所述的矿化胶原水凝胶在制备功能化关节置换假体中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明使用唑来膦酸来提供磷酸根，与钙离子反应生成双磷酸钙，来替代生理状态下矿化所用的磷酸钙。然后将双磷酸钙与一型胶原结合，在体外通过纤维外矿化的方式，让双磷酸钙沉积在一型胶原中，最终制备出一种双磷酸钙化的生物矿化胶原水凝胶。经实验验证，与羟基磷灰石化的矿化胶原类似，本专利所制备的矿化胶原也具有一定的促成骨活性。最重要的是，在将该水凝胶植入体内后，随着一型胶原的降解，水凝胶内的双膦酸盐会逐渐释放出来，在骨缺损处，被破骨细胞吞噬，引起破骨细胞的凋亡，起到抑制骨吸收的作用。本发明矿化胶原同时具有抑制破骨细胞和促进成骨的功能，可用于解决临床上骨质疏松状态下关节置换术后假体容易发生松动、移位等并发症的难题，因此，本发明所制备的矿化胶原水凝胶同时具有促成骨和抑制破骨的生物功能，尤其适用于骨质疏松状态下假体周围骨整合。

本发明使用的原材料是一型胶原和磷酸钙，在人体中，骨的主要有机和无机成分也是这两个物质，因此具有一定的仿生作用，所制备的生物材料也有很好的生物相容性。此外，一型胶原本身就是制备水凝胶的一种常用生物材料，本发明通过一型胶原在中性条件下自成胶的特点，制备了一种矿化胶原水凝胶。

双膦酸盐是一种治疗骨质疏松的常用药物，其主要作用机理是在骨组织中，双膦酸盐与羟基磷灰石具有很强的亲和力，能够特意性聚集在骨组织处。在双膦酸盐被破骨细胞吞噬后，进入破骨细胞内，引起破骨细胞的凋亡，从而抑制骨吸收。考虑到双膦酸盐也能够提供双磷酸跟与钙离子结合，生成双磷酸钙，可以考虑在常规的矿化胶原制备过程中，在矿化时加入一定量的双膦酸盐提供磷酸根，然后使与钙离子结合的双磷酸钙沉积在一型胶原中，这样改性后的矿化胶原中就含有双膦酸盐，提高了矿化胶原抑制破骨细胞的作用效果。

附图说明

图1为制备的矿化胶原水凝胶样品，A图为正置图，B图为斜置图，C图为倒置图；

图2为所制备的矿化胶原透射电镜结果；

图3为所制备的矿化胶原扫描电镜结果；

图4为不同比例的Na₂HPO₄与唑来膦酸与钙离子结合后的X线衍射图谱结果；

图5为不同比例的Na₂HPO₄与唑来膦酸与钙离子结合后，固体核磁共振磷谱的检测结果；

图6为能谱仪(EDS)检测所制备的矿化胶原元素成分的结果，其中，A为扫描形貌图，B为Ca元素扫描结果，C为P元素扫描结果，D为N元素扫描结果，E为O元素扫描结果，F为C元素扫描结果，G为各元素分析结果；

图7是根据结构检测结果，绘制出的唑来膦酸与羟基磷灰石的结合方式示意图；

图8不同比例的Na₂HPO₄与唑来膦酸作用下，所制备的矿化胶原与间充质干细胞共培养后，所做的活死染色结果；

图9为不同比例的Na₂HPO₄与唑来膦酸作用下，所制备的矿化胶原对间充质干细胞细胞骨架的染色结果；

图10为不同比例的Na₂HPO₄与唑来膦酸作用下，所制备的矿化胶原对间充质干细胞增殖率的影响；

图11为不同比例的Na₂HPO₄与唑来膦酸作用下，A为检测所制备的矿化胶原对间充质干细胞成骨作用，进行的茜素红染色结果，B为茜素红染色结果进行定量检测结果；

图12为不同比例的Na2HPO4与唑来膦酸作用下，A为检测所制备的矿化胶原对破骨前体细胞RAW264.7的影响，进行的抗酒石酸磷酸酶(TRAP)染色结果，B为破骨抑制结果。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

本发明依照仿生生理骨结构，在体外制备矿化胶原的基础上，将抗骨质疏松药物双膦酸盐作为磷酸根提供剂，与钙离子结合生成双磷酸钙。本发明中所使用的的双膦酸盐为唑来膦酸。然后按照纤维外矿化的方式，沉积在一型胶原内部，制备成一种含有药物唑来膦酸的矿化胶原。此外，因为一型胶原比较容易成胶，最终可以将该矿化胶原制备成水凝胶的形式，在体内随着一型胶原的不断降解，将内部的双膦酸盐药物缓慢释放出来，因此这种矿化胶原与常规体外模拟所制备的矿化胶原类似，具有一定的促成骨作用。此外，由于随着水凝胶的降解，里面的双膦酸盐药物被释放出来，被骨组织中破骨细胞吞噬，引起破骨细胞的凋亡，从而抑制骨吸收作用。

最终制备的这种矿化胶原水凝胶具有促成骨和抑制破骨的双重作用，尤其适用于骨质疏松性骨缺损状态，可以用于骨组织工程所用的功能性假体中。

本发明所制备的矿化胶原水凝胶主要是用在临床上骨质疏松性关节置换手术所用的假体中。

所用一型胶原为索莱宝的鼠尾一型胶原(北京，中国)

实施例1

矿化胶原水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

在4℃条件下，在样品瓶中加入CaCl₂溶液和唑来膦酸溶液，使得钙离子和磷酸根离子的摩尔比为钙离子：磷酸盐＝1.67:1，该配比与人体骨组织中羟基磷灰石的钙磷比相同。

溶液制备完成后，使用磁力搅拌器，将速度调到1500r/min，在搅拌子的作用下，搅拌10min，使溶液内的物质均匀分布。搅拌均匀后，将一型胶原溶液加入到制备的溶液中，然后使用0.1mol/LNaOH的氢氧化钠溶液将混合液的pH调到7.0左右。最终一型胶原、Ca离子、磷酸根离子的配比为2mg：0.167mol：0.1mol，若浓度过高，可以用适当去离子水调节。最后将制备的样品放置在37℃恒温箱中过夜，就能够成功制备出双膦酸盐化的矿化胶原水凝胶。

实施例2

在4℃条件下，在样品瓶中加入0.1Mol/L CaCl₂溶液，然后加入混合的唑来膦酸溶液和Na₂HPO₄溶液。在溶液的制备过程中，最终的钙离子和磷酸根离子的摩尔比为钙离子：磷酸盐＝1.67:1，该配比与人体骨组织中羟基磷灰石的钙磷比相同，Na₂HPO₄和唑来膦酸的摩尔比值为1:1。

溶液制备完成后，使用磁力搅拌器，将速度调到1500r/min，在搅拌子的作用下，搅拌10min，使溶液内的物质均匀分布。搅拌均匀后，将一型胶原溶液加入到制备的溶液中，然后使用0.1mol/LNaOH的氢氧化钠溶液将混合液的pH调到7.0左右，保证最后制备的一型胶原的浓度为2mg/mL，最后将制备的样品放置在37℃恒温箱中过夜，就能够成功制备出双膦酸盐化的矿化胶原水凝胶。

实施例3

实施例3与实施例2的不同之处在于，Na₂HPO₄和唑来膦酸的摩尔比值为2:1，其他步骤与条件均与实施例2相同。

实施例4

实施例4与实施例2的不同之处在于，Na₂HPO₄和唑来膦酸的摩尔比值为1:2。

对比例1

在4℃条件下，在样品瓶中加入0.1Mol/L CaCl₂溶液，然后在加入0.1mol/LNa₂HPO₄溶液，使得最终的钙离子和磷酸根离子的配比为1.67:1，该配比与人体骨组织中羟基磷灰石的钙磷比相同。

本发明所制备的矿化胶原水凝胶如图1所示，A图中可以看出该水凝胶外观透明，微微发白。从B图和C图可以看出，该水凝胶具有一定的强度，在倾斜和倒置状态下，也能很好的保持原始形状。

检测

对矿化胶原水凝胶进行结构表征、生物相容性检测、成骨作用效果、抑制破骨的作用效果进行分析

矿化胶原水凝胶的结构表征检测

一、电镜检测

为了更好的观察实施例1-4和对比例1的矿化胶原水凝胶中的一型胶原中钙盐的沉积状态，使用扫描电镜和透射电镜对样品进行观察。首先使用液氮将各矿化胶原水凝胶迅速冷冻，然后放入冻干机中48小时，除去水凝胶中的水分，得到冻干后的固体。将冻干后的样品放置在透射电镜下观察，结果如图2所示。

从矿化状态中可以看出，对比例1与实施例2的矿化胶原，磷酸钙盐沉积在胶原中的方式都是纤维外矿化，钙盐随机分布在一型胶原纤维之间。忽略一型胶原，观察钙盐的状态，可以看出所生成的磷酸钙晶体在含有或不含有唑来膦酸时，有明显的差别。对比例1的磷酸钙晶体具有明显的晶体结构，呈针状形态。而加入唑来膦酸之后(实施例2)，典型的晶体结构消失，所生成的钙盐成不规则分布，针状形态不明显。表明唑来膦酸的加入，会抑制磷酸钙晶体形成过程。

对冻干后的样品进行喷金，在扫描电镜下观察矿化状态和晶体的形貌，结果如图3所示。从矿化状态结果中可以看出，对比例1与实施例1-4一型胶原内的钙盐沉积状态未见明显差异，最终所生成的钙盐都以纤维外矿化的方式分布在一型胶原纤维之间，粘附在一型胶原表面。观察对比例1与实施例1-4所生成的晶体形貌，可以看出对比例1可以生成典型的晶体结构，呈针刺状，均匀分布，结构对称。在加入唑来膦酸后(实施例1-4)，针刺状晶体结构被破坏，磷酸钙盐变得形状不规则，呈圆球状，不均匀分布，而且，在同一放大倍数下，可以看出，随着唑来膦酸含量的增高，所形成的固体逐渐变得不规则，分布更随机，团块更大，尤其是在只有唑来膦酸时(实施例1)。

二、X线衍射分析

通过X线衍射仪对实施例1-4和对比例1的矿化胶原水凝胶进行晶体结构分析，结果如图4所示。从图中可以看出，对比例1中中峰较尖锐，随着唑来膦酸含量的逐渐增高(实施例1-4)，图片中曲线峰变得平滑，当唑来膦酸含量最大时，达到最大。此外，在唑来膦酸作用下，Na₂HPO₄与钙离子所形成的磷酸钙晶体特征峰消失，且随着唑来膦酸含量增高，杂峰逐渐增多。当完全是唑来膦酸时(实施例1)，X线衍射曲线中峰的分布无规律，不形成规则晶体。

三、固体核磁共振磷谱分析

为更近一步说明唑来膦酸对钙盐结构的影响，采用固体核磁共振磷谱对所生成的钙盐晶体进行分析，结果如图5所示。对比例1与实施例1的钙磷链接方式不完全相同。在Na₂HPO₄和唑来膦酸都存在的情况下(实施例2-4)，可有看出双磷酸钙的结构依然存在，但是磷酸钙的化学链接遭到破坏，原有的磷酸钙中钙磷链接方式受到影响。结果表明，双膦酸盐存在时，会影响磷酸钙结晶的形成。

四、能谱仪对水凝胶的组成元素进行分析

为了说明该新型水凝胶的元素成分，在Na₂HPO₄和唑来膦酸都存在的情况下，对实施例2所制备的矿化胶原水凝胶进行能谱分析，结果如图6所示。从结果中可以看出，该矿化胶原水凝胶中所含元素为C、N、O、Ca、P，与制备所需的原料一型胶原、磷酸钙、双磷酸钙相一致，表明该制备过程中没有被其他化学物质污染，得到的矿化胶原水凝胶符合制备要求。通过对所有结果进行汇总分析，可以知道唑来膦酸的存在，会抑制正常羟基磷灰石的形成。唑来膦酸作为有机双膦酸盐，通过双磷酸根与羟基磷灰石表面的钙离子紧密结合，由于构型的改变，导致磷酸根无法继续沉积在晶体表面，正常羟基磷灰石晶体的形成过程受到抑制。唑来膦酸与羟基磷灰石的结合方式如示意图7所示，可以推断出唑来膦酸主要通过双磷酸跟与羟基磷灰石中Ca1紧密结合，覆盖在羟基磷灰石表面。此外，由于唑来膦酸还有氮元素，同时氮原子也能够通过氢键与羟基磷灰石中的Ca2连接，使得结合更为紧密，进一步阻止了晶体的成型过程。

矿化胶原水凝胶的生物相容性检测

一、对细胞毒性检测

为了说明本发明所制备的矿化胶原水凝胶的生物相容性，首先对该水凝胶进行细胞毒性检测，具体步骤如下。使用骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行细胞毒性验证，在12孔板中，每孔种植4×10⁴个BMSCs，然后将实施例1-4和对比例1所制备的矿化胶原分别放入孔板内，每孔放置1mL体积的水凝胶。使用含有10％胎牛血清、1％青链霉素双抗的低糖培养基在37℃恒温CO₂培养箱中进行培养。24小时后，对孔板进行离心，转速为1200r/min，弃去上层培养基，使用活死染色试剂盒对细胞进行染色，然后在荧光显微镜下观察细胞状态，结果如图8所示。从结果中可以看出，各组中的细胞状态未见明显差异，细胞均匀分布，活性较好。每孔中仅有少量的死细胞，且各组死细胞数量无明显差异。结果表明，该矿化胶原水凝胶对细胞的存活无明显影响。而且不同唑来膦酸含量的矿化胶原水凝胶之间无明显差异。

二、对细胞骨架、形貌的影响

为了更进一步说明该矿化胶原水凝胶的生物相容性，使用BMSCs细胞骨架染色进行验证，具体操作如下。在12孔板内，每孔种植1×10⁴个BMSCs，然后每孔分别加入1mL实施例1-4和对比例1所制备的矿化胶原水凝胶，用含有10％胎牛血清、1％青链霉素双抗的低糖培养基在37℃恒温CO₂培养箱中进行培养24小时。然后弃去上清液，用4％多聚甲醛溶液固定10min。固定完成后，用PBS清洗三遍，每次5min。然后用0.5％的Triton X-100溶液处理5min，来改善细胞膜的通透性。在此用PBS清洗三遍后，使用配制好的罗丹明标记的鬼笔环肽染液对细胞内肌动蛋白F-actin进行染色30min。染色结束后，用PBS清洗三遍，再用DAPI染液进行复染3min。染色结束后，用PBS清洗，放置在荧光显微镜下进行观察。结果如图9所示，可以看出在各组中，BMSCs细胞表面形貌规则，伸展良好，保内肌动蛋白丝清晰可见，分布规整。说明该水凝胶对于BMSCs的细胞骨架无明显影响，而且各组之间未见明显差异。进一步说明材料的生物相容性较好。

三、对细胞增殖率的影响

为了说明该矿化胶原水凝胶对干细胞增殖的影响，采用细胞增殖实验CCK-8来检测细胞增殖率。首先在24孔板中，每孔种植BMSCs细胞共1×10⁴个，然后在每孔内分别加入1mL实施例1-4和对比例1所制备的矿化胶原水凝胶。使用用含有10％胎牛血清、1％青链霉素双抗的低糖培养基于37℃恒温CO₂培养箱中进行培养，分别在1、4、7天后进行检测，以第一天所测得的吸光度值为基准，计算各个组第四天、第七天的增殖率，并比较各组之间的差别。细胞增殖率的结果如图10所示，从结果中可以看出，在第四天时，只有唑来膦酸的矿化胶原组的细胞增殖受到了抑制，第七天更为明显。此外，其他各组，增殖速率较快。而且，与只有Na₂HPO₄的实验组相比，含有一定量的唑来膦酸，能够明显促进细胞的增殖，尤其是在Na₂HPO₄与唑来膦酸比例为1:2时。该结果表明，当唑来膦酸药物浓度较高时，对于细胞的长期增殖来说，会有抑制作用。但是当含有少量的唑来膦酸存在时，反而能促进BMSCs的增殖速率。说明本发明中所使用的唑来膦酸与Na₂HPO₄以一定比例同时存在时，不仅具有良好的生物相容性，而且可以很好地促进干细胞增殖。

矿化胶原水凝胶的成骨作用效果

下面将通过成骨诱导实验验证该矿化胶原水凝胶的促成骨效果。将通过成骨诱导及茜素红染色实验来进行验证，具体步骤如下：首先在6孔板中每孔种植5×10⁴个BMSCs，然后分别将2mL实施例1-4和对比例1所制备的矿化胶原水凝胶放入孔内，每孔中早期先加入增殖培养基2mL，带细胞长满70％左右，改换成骨诱导培养基进行定向诱导。分别在诱导后7天、14天，对细胞进行茜素红染色，使用光学显微镜进行观察。此外，通过使用10％的氯化十六烷吡啶溶解钙结节，在350nm波长下用酶标仪检测各组的吸光度，来对茜素红染色结果进行定量检测。实验结果如图11所示，从图11中的A直观图中可以看出，在第7天和第14天时，都是只有Na₂HPO₄组的成骨效果最好，茜素红染色最深，说明不含有双磷酸时，作为矿化胶原本身就具有一定的促成骨能力。通过量化分析，结果如图11中的B所示，可以看出，虽然加入唑来膦酸后，促成骨效果不如Na₂HPO₄组，但是改性后的矿化胶原仍然具有一定的促成骨效果。

矿化胶原水凝胶的抑制破骨的作用效果

为了验证该矿化胶原水凝胶的抑制破骨细胞能力，将通过诱导破骨细胞生成实验，来验证本发明所制备的水凝胶对破骨细胞功能的影响。具体实施步骤为：在6孔板中每孔种植2×10⁴个破骨前体细胞RAW264.7，然后分别将实施例1-4和对比例1制备的矿化胶原水凝胶放置在孔板内，每孔2mL，使用含有10％胎牛血清的α-MEM培养基进行培养，使用100ng/mL的RANKL和50ng/mL的M-CSF因子进行诱导破骨生成。诱导培养6天后，对孔板内的细胞进行TRAP染色，观察所生成的破骨细胞数量，结果如图12所示。从图12中的A中可以看出，在唑来膦酸含量较低时，即1:0和2:1实验组，破骨生成数目较多。而随着唑来膦酸含量的升高，在1:1、1:2、1:0组，可以看出，破骨细胞的生成受到了抑制，生成的破骨细胞数目较少。如图12中的B所示，当唑来膦酸含量达到1:1时，相比于Na₂HPO₄组，破骨细胞生成受到了明显的抑制，具有明显的破骨抑制作用。随着唑来膦酸含量的增加，抑制效果未见明显的改善，说明唑来膦酸含量为1:1时，就有很好的抑制作用。

综上所述，新型水凝胶作为一种多功能生物材料可以起到促进成骨的作用，而且随着唑来膦酸含量的变化，效果也有一定的差异。考虑到双膦酸盐释放后，可以起到很好的抑制破骨细胞的作用，因此双膦酸盐含量不能过低，所以在Na₂HPO₄与双膦酸盐比例为1:1或者1:2时，能够起到很好的促成骨和抑制破骨的功能。

需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种矿化胶原水凝胶，其特征在于，所述矿化胶原水凝胶是将由盐钙溶液与磷酸盐溶液得到的矿化液与一型胶原溶液矿化后得到的。

2.根据权利要求1所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将一型胶原制成一型胶原溶液；

(2)将盐钙溶液与磷酸盐溶液混合得到矿化液；

3.根据权利要求2所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述磷酸盐为双磷酸盐和Na₂HPO₄的混合物，或双磷酸盐。

4.根据权利要求3所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述矿化液中钙离子与磷酸根离子的摩尔为1-2：1。

5.根据权利要求4所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐为双磷酸盐和Na₂HPO₄的混合物时，双磷酸盐和Na₂HPO₄的摩尔比为1-2：1-2。

6.根据权利要求2所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述一型胶原溶液的浓度为2mg/mL。

7.根据权利要求2所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中矿化的环境为中性环境。

8.根据权利要求2所述的矿化胶原水凝胶的制备方法，其特征在于，所述矿化时间20-30小时。

9.根据权利要求1所述的矿化胶原水凝胶在制备功能化关节置换假体中的应用。