一种矿化胶原蛋白-多糖骨修复支架材料、制备方法和应用技术

本发明专利技术属于骨组织工程技术领域，具体涉及一种矿化胶原蛋白

【技术实现步骤摘要】
一种矿化胶原蛋白
‑
多糖骨修复支架材料、制备方法和应用


[0001]本专利技术属于骨组织工程
，具体涉及一种矿化胶原蛋白
‑
多糖骨修复支架材料、制 备方法和应用。

技术介绍

[0002]骨骼是人体的框架结构，它具有一种持续的适应性，可以修复小范围内的骨缺损，但超 过临界尺寸阈值(通常>2cm)的骨缺损很难自我修复。由于交通事故、机体老化、肿瘤切 除或者先天性因素造成的严重骨缺损疾病，需要通过临床治疗。生物支架材料因其良好的生 物相容性和生物活性，被广泛用来治疗骨缺损，临床上称为颅骨成形术。
[0003]目前已开发生物陶瓷、金属合金、高分子聚合物、水凝胶等不同类型的生物支架材料， 但如何仿生天然骨骼的组成、结构和功能，依然是巨大挑战。矿化胶原蛋白(MC)是胶原蛋 白与纳米羟基磷灰石的复合物，它是天然骨骼的主要结构单元。因此，利用具有良好微观形 貌和生物活性的MC，来制备骨修复支架材料，一直备受关注。中国专利CN104096268A公 开了一种MC
‑
聚乳酸的骨修复支架，但是该支架材料缺乏连通的网孔结构，可能为细胞生长 提供欠佳的生长环境；专利技术专利CN106421927A公开了一种MC
‑
聚乳酸/聚己内酯骨修复支架 及其制备方法，但是该支架材料降解周期过长，并且存在有机溶剂残留导致的细胞毒性风险。
[0004]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种矿化胶原蛋白
‑
多糖骨修复支架材料、制 备方法和应用；所述骨修复支架材料由矿化胶原蛋白、多糖均匀混合后，由交联剂交联得到； 所述矿化胶原蛋白
‑
海藻酸钠骨修复支架材料，形成相互连通的网孔结构，孔径约135μm，孔 隙率约82％；所述骨修复支架材料具有良好的生物相容性和生物活性，能显著促进BMSCs 细胞的增殖、粘附和分化；所述骨修复支架材料在治疗临界尺寸颅骨缺损的动物实验中，MRI 和Micro
‑
CT结果表明，MRCHA支架材料具有良好的成骨诱导作用，并具有骨传导性；H& E和Masson染色结果表明，MRCHA支架材料在术后12周完全降解，并可以显著促进骨组 织再生；本专利技术提供的矿化胶原蛋白
‑
海藻酸钠骨修复支架材料，具有优异的骨缺损治疗效果， 在骨组织工程领域有巨大的应用潜力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的是提供一种矿化胶原蛋白
‑
多糖骨修复支架材料，所述的骨修复支架材 料由矿化胶原蛋白、多糖均匀混合后交联得到，所述的矿化胶原蛋白和多糖的浓度比为10
‑
80 wt％：1
‑
20wt％，余量为水。
[0006]优选的，所述多糖为海藻酸钠、硫酸软骨素、透明质酸中的一种或几种。
[0007]优选的，所述多糖为海藻酸钠。
[0008]优选的，所述矿化胶原蛋白材料由0.1
‑
10wt％胶原蛋白、0.0334
‑
3.34mol/L钙盐和0.02
‑
2 mol/L磷酸盐反应获得。
[0009]优选的，所述的矿化胶原蛋白材料由1wt％胶原蛋白、0.1336mol/L钙盐和
0.08mol/L 磷酸盐反应获得。
[0010]优选的，所述的胶原蛋白为重组胶原蛋白和/或动物胶原蛋白，所述的动物胶原蛋白包括
ꢀⅠ
型、Ⅱ型和Ⅲ型中的一种或几种。
[0011]优选的，所述的胶原蛋白为重组胶原蛋白。
[0012]优选的，所述钙盐为无水氯化钙溶液、葡萄糖酸钙溶液、磷酸二氢钙溶液、硝酸钙溶液 或碳酸氢钙溶液；所述磷酸盐为磷酸氢二钠溶液、磷酸二氢钠溶液、磷酸氢二钾溶液、磷酸 二氢铵溶液或磷酸溶液。
[0013]优选的，所述的矿化胶原蛋白的制备方法如下：
[0014](1)按比例配置钙盐溶液和胶原蛋白溶液的水溶液，混合反应10
‑
120min后，按比例滴 加磷酸盐溶液，得混合溶液；
[0015](2)将步骤(1)所述混合溶液调节pH，搅拌反应，水浴静置，离心，洗涤，获得白色 胶状物的矿化胶原蛋白。
[0016]优选地，步骤(1)中混合反应的时间为30
‑
120min。
[0017]优选的，步骤(2)所述pH为7.4，搅拌反应12
‑
36hrs，37℃恒温静置12
‑
96hrs。
[0018]优选的，步骤(2)所述的搅拌反应24hrs，静置72hrs；
[0019]本专利技术的第二目的是提供所述骨修复支架材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020](1)按比例将矿化胶原蛋白与多糖溶液混合，均质，注模，真空脱气，冷冻干燥；
[0021](2)将步骤(1)制备得到的材料浸泡在含有交联剂的乙醇溶液中交联，洗涤，冷冻干 燥，得到骨修复支架材料。
[0022]优选的，步骤(2)所述的洗涤用去离子水，所述的交联剂为EDC
‑
NHS。
[0023]1.本专利技术的第三目的是提供所述的骨修复支架材料用于制备人工骨修复、生物材料、医 疗器械中的应用。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025](1)本专利技术提供了一种矿化胶原蛋白
‑
多糖骨修复支架材料，很好的仿生天然骨骼的组成、结 构和功能，并形成相互连通的网孔结构，孔径约135μm，孔隙率约82％；
[0026](2)本专利技术所述矿化胶原蛋白
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多糖骨修复支架材料具有良好的生物相容性和生物活性，能显 著促进BMSCs细胞增殖和粘附；所述骨修复支架材料中成骨分化标记基因的表达量显著 增加，表明骨修复支架材料在体外具有良好的骨诱导性；
[0027](3)将本专利技术所述矿化胶原蛋白
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多糖骨修复支架材料，移植到SD大鼠颅骨缺损模型中，MRI 和Micro
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CT结果表明骨修复支架材料具有良好的成骨诱导作用，并具有骨传导性；H& E和Masson染色结果表明，骨修复支架材料在术后12周完全降解，并可以显著促进骨 组织再生；
[0028](4)本专利技术提供的矿化胶原蛋白
‑
海藻酸钠骨修复支架材料，具有优异的骨缺损治疗效果，在 骨组织工程领域有巨大的应用潜力。
附图说明
[0029]图1矿化重组胶原蛋白的表征
[0030](a)矿化重组胶原蛋白的XRD图；(b)矿化重组胶原蛋白的TEM图(插图：选择性区域电 子衍射图(SAED))；(c)EDX光谱；(d)HAADF
‑
STEM图；(e)矿化重组胶原蛋白C、O、P 和Ca的
EDS映射图。
[0031]图2矿化重组胶原蛋白
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海藻酸钠骨修复支架材料的表征
[0032](a...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿化胶原蛋白
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多糖骨修复支架材料，其特征在于，所述的骨修复支架材料由矿化胶原蛋白、多糖均匀混合后化学交联得到，所述的矿化胶原蛋白和多糖的浓度比为10
‑
80wt％：1
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20wt％，余量为水。2.如权利要求1所述的骨修复支架材料，其特征在于，所述多糖为海藻酸钠、硫酸软骨素、透明质酸中的一种或几种。3.如权利要求1所述的骨修复支架材料，其特征在于，所述矿化胶原蛋白由0.1
‑
10wt％胶原蛋白、0.0334
‑
3.34mol/L钙盐和0.02
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2mol/L磷酸盐反应获得。4.如权利要求3所述的骨修复支架材料，其特征在于，所述的胶原蛋白为重组胶原蛋白和/或动物胶原蛋白，所述的动物胶原蛋白包括Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型中的一种或几种。5.如权利要求3所述的骨修复支架材料，其特征在于，所述钙盐为无水氯化钙溶液、葡萄糖酸钙溶液、磷酸二氢钙溶液、硝酸钙溶液或碳酸氢钙溶液；所述磷酸盐为磷酸氢二钠溶液、磷酸二氢钠溶液、磷酸氢二钾溶液、磷酸二氢铵溶液或磷酸溶液。6.如权利要求3
‑
5任一项所述的骨修复支架材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建喜，何会霞，
申请(专利权)人：胶原蛋白武汉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：