一种含有天然纳米羟基磷灰石的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有天然纳米羟基磷灰石的复合材料及其制备方法。所述复合材料的制备方法，包括如下步骤：配制载体的水溶液得载体水溶液，将所述载体水溶液与所述天然羟基磷灰石进行混合，经辐照灭菌，即得到所述复合材料；所述载体为胶原蛋白、羧甲基壳聚糖或透明质酸。本发明专利技术方法制备得到的复合材料主要有两种形态：注射型以及海绵型，其中，注射型复合材料与海绵型复合材料主要区别为海绵型复合材料采用了冻干，其保存方式简单，使用方便；而注射型复合材料具有可注射的优点，可应用于不规则缺损位点的填充。

【技术实现步骤摘要】
一种含有天然纳米羟基磷灰石的复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种含有天然羟基磷灰石的复合材料及其制备方法。
技术介绍
羟基磷灰石(Hydroxyapatite，简称HA)是人体和动物骨骼、牙齿的主要无机成分，在骨质中含量大约为60wt％，其基本单元是针状磷灰石晶体。HA具有良好的生物活性和生物相容性，植入人体后能在短时间内与人体的软硬组织形成紧密结合，是一种性能非常优良的骨修复材料。在动物体硬组织材料中，HA以复合材料的形式存在。人体骨组织就是由微晶HA与胶原蛋白纤维在三维空间上相互绞合缠绕形成的几何体，这种复合材料的形成经历了复杂的、漫长的生物化学反应。有资料表明尽管人骨生长能力在不同的年龄段有很大差异，但是人到老年骨仍有再生能力，且骨质会发生变化。而目前，制备HA大多采用的溶胶-凝胶法、水热反应法、水解法等湿化学法，合成过程比较复杂，且制备过程中易引入杂质，工艺参数较难控制，且不能完全复制HA的天然结构，容易导致HA的成分和结构发生改变。同时这些制备方法的工业化大生产也面临着许多困难。到目前为止，要想获得“理想粉体”(即同时满足组分均匀、颗粒细、粒径分布窄、无团聚、比表面积大等苛刻条件)依然十分困难；更重要的是，虽然制备其中某种特性或几种特性比较突出的高质量的纳米粉体并不太难，但其成本往往比较高。因此，工业化低成本的纳米羟基磷灰石制备方法有待研究。同时，由于单一的羟基磷灰石材料韧性低，植入体内会发生错位现象且生物降解性差，材料密度大，易堆积，不利于细胞浸润长入。因此，需要提供一种含有天然羟基磷灰石的复合材料，以用于骨缺损等骨组织修复。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含有天然羟基磷灰石的复合材料的制备方法，具体为一种由骨中提取的保留天然结构的纯化羟基磷灰石复合凝胶或海绵材料的制备方法，本专利技术所提供的天然羟基磷灰石的制备方法操作简单，来源广泛，且保持了羟基磷灰石的天然针状结构。所提供的复合材料具有多种形态，使用方便，后期可以应用于骨缺损等骨组织修复。。本专利技术所提供的含有天然羟基磷灰石的复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)制备天然羟基磷灰石，包括如下步骤：1)使用表面活性剂的水溶液浸泡离体的动物骨骼；2)使用碱处理步骤1)的产物；3)使用表面活性剂的水溶液浸泡步骤2)的产物；4)使用热水、碱、有机溶剂或酶处理步骤3)的产物；5)使用缓冲液浸泡步骤4)的产物，然后经冷冻干燥，即得所述天然羟基磷灰石；(2)制备复合材料，包括如下步骤：配制载体的水溶液，将所述载体水溶液与所述天然羟基磷灰石进行混合，经辐照灭菌，即得到所述复合材料；所述载体为胶原蛋白、羧甲基壳聚糖或透明质酸。上述的制备方法中，所述离体的动物骨骼为离体的哺乳动物、飞禽或海洋生物的骨骼，具体可采用牛、马或猪的皮质骨或松质骨，鱼或鸟等飞禽的骨骼；将所述离体的动物骨骼切割成长度为0～20cm的块状，具体可为3～10cm。上述的制备方法中，步骤(1)1)和3)中，所述表面活性剂的水溶液的质量-体积浓度可为0.5～3g/100ml；所述表面活性剂可为TritonX-100、Tween-80或Tween-40；步骤(1)1)中，所述浸泡的温度可为4～100℃，所述浸泡的时间可为0～72小时，但不为零；步骤(1)3)中，所述浸泡的温度可为4～60℃，所述浸泡的时间可为0～72小时，但不为零。上述的制备方法中，步骤(1)2)和4)中，所述碱可为NaOH、Ca(OH)2、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、氨水和KHCO3中至少一种；采用所述碱的水溶液进行处理，步骤2)中所述碱的水溶液的浓度可为0.5～6mol/L，步骤4)中所述碱的水溶液的浓度可为2～6mol/L；步骤(1)2)中，所述碱处理的温度可为4～150℃，所述碱处理的时间可为1～24小时；步骤(1)4)中，所述碱处理的温度可为30～150℃，所述碱处理的时间可为5～120小时。上述的制备方法中，步骤(1)4)中，所述热水处理的温度可为30～150℃，所述热水处理的时间可为0.5～5天；所述有机溶剂可以是乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯和六氟异丙醇中至少一种，所述有机溶剂处理的时间可为10～240h，且该处理过程可配合超声、震荡、破碎等辅助处理。所述酶处理的温度可为4～30℃，所述酶处理的时间可为10～120小时；所述酶处理可在pH值为7.0～7.4的条件下进行；所述酶处理采用胰蛋白酶、无花果酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和胶原酶中至少一种的水溶液，所述水溶液的质量百分含量可为0.05～4％；所述酶处理采用的酶的酶活可为≥250units/mg。上述的制备方法中，步骤(1)5)中，所述缓冲液可为PBS缓冲液，所述缓冲液的pH值为6.5～7.8,；采用所述缓冲液在4～30℃的条件下进行浸泡；使用所述缓冲液进行多次浸泡至所述缓冲液的pH值为7.0～7.4，每次浸泡的时间可为30min。上述的制备方法中，步骤(1)5)中，所述冷冻干燥的时间为8～48h。上述的制备方法中，步骤(1)1)-4)后，均采用清水进行清洗。上述的制备方法中，步骤(2)中，所述载体水溶液的质量百分含量可为0.5％～6％；所述载体水溶液与所述天然羟基磷灰石的混合物中，所述天然羟基磷灰石的质量百分含量为1～90％，如60％～70％。上述的制备方法中，步骤(2)中，可采用钴-60进行辐照灭菌；所述辐照灭菌的辐照剂量可为15～25kGy，具体可为15kGy或25kGy。上述的制备方法中，所述辐照灭菌之后，所述方法还包括对所述载体水溶液与所述天然羟基磷灰石的混合物进行冷冻干燥的步骤，得到呈海绵状的复合材料。当所述载体水溶液与所述天然羟基磷灰石的混合物不经过所述冷冻干燥处理的步骤，可以用作制备注射型人工骨材料，即为可注射型凝胶复合材料。不进行所述冷冻干燥处理的材料经过所述辐照灭菌后，需要使用冷藏保存，且保存期限较短；经过所述冷冻干燥处理需经过粗粉碎工艺处理，粉碎粒度为0～2mm，最佳粒度为0.5mm～1mm。本专利技术进一步提供了上述方法制备的复合材料，所述天然羟基磷灰石的质量百分含量为1～90％，但不为零。本专利技术提供的制备方法，首先通过热处理、碱处理或酶处理方法脱除有机物制备天然羟基磷灰石材料，随后采用胶原蛋白、透明质酸、羧甲基壳聚糖等为支架制备天然羟基磷灰石复合材料。本专利技术采用全新的方式制备羟基磷灰石，且所制备的羟基磷灰石材料具有纳米结构，能够仿生模拟人骨羟基磷灰石结构，在透射电镜下可观察到天然羟基磷灰石所特有的针状结构。而由于单一的羟基磷灰石材料力学性能差，本专利技术在制得了羟基磷灰石的基础上，将其与胶原蛋白、壳聚糖、透明质酸等载体进行复合，制备复合羟基磷灰石材料。其中胶原蛋白等流动载体提供支架结构，起到增韧作用，能够有效提高支架的力学性能，而其多孔结构有利于细胞长入，引导组织再生；羟基磷灰石能够与新骨形成骨键合，引导成骨。本专利技术方法制备得到的复合材料主要有两种形态：注射型以及海绵型，其中，注射型复合材料与海绵型复合材料主要区别为海绵型复合材料采用了冻干，其保存方式简单，使用方便；而注射型复合材料具有可注射的优点，可应用于不规则缺损位点的填充。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备的天然羟基磷灰石的透射电镜照片。图2为本专利技术实施例1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
天然羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：1)使用表面活性剂的水溶液浸泡离体的动物骨骼；2)使用碱处理步骤1)的产物；3)使用表面活性剂的水溶液浸泡步骤2)的产物；4)使用热水、碱、有机溶剂或酶处理步骤3)的产物；5)使用缓冲液浸泡步骤4)的产物，然后经冷冻干燥，即得所述天然羟基磷灰石。

【技术特征摘要】
1.一种含有天然羟基磷灰石的复合材料的制备方法，包括如下步骤：配制载体的水溶液得载体水溶液，将所述载体水溶液与天然羟基磷灰石进行混合，经辐照灭菌，即得到所述复合材料；所述载体为胶原蛋白、羧甲基壳聚糖或透明质酸；所述天然羟基磷灰石是由包括如下步骤的方法制备得到的：1）使用表面活性剂的水溶液浸泡离体的动物骨骼；2）使用碱处理步骤1）的产物；3）使用表面活性剂的水溶液浸泡步骤2）的产物；4）使用碱或酶处理步骤3）的产物；5）使用缓冲液浸泡步骤4）的产物，然后经冷冻干燥，即得所述天然羟基磷灰石；步骤1）和3）中，所述表面活性剂的水溶液的质量-体积浓度为0.5~3g/100ml；所述表面活性剂为TritonX-100、Tween-80或Tween-40；步骤1）中，所述浸泡的温度为4~100℃，所述浸泡的时间为0~72小时，但不为零；步骤3）中，所述浸泡的温度为4~60℃，所述浸泡的时间为0~72小时，但不为零；步骤2）和4）中，所述碱为NaOH、Ca(OH)2、KOH和氨水中至少一种；采用所述碱的水溶液进行处理；步骤2）中，所述碱处理的温度为4~150℃，所述碱处理的时间为1~24小时；步骤4）中，采用碱处理时：所述碱处理的温度为98~150℃，所述碱处理的时间为24~12...

【专利技术属性】
技术研发人员：董佳桓，闫玉芳，王彬，郭松，孙先昌，
申请(专利权)人：烟台正海生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37