本发明专利技术公开了一种ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架的制备方法。该法首先在碱液控制体系中充分混合，形成ＰＶＰ含量为０．０１～５０％（质量）的溶胶体系；经陈化洗涤得ＨＡ溶胶，再与ＰＶＰ∶胶原溶质的质量比为０．１～２．５∶１的共混液混合，所得共混液的溶质∶ＨＡ溶胶质量比为０．１～９∶１的混合液投入高速分散机混合交联；注入模具经后处理得到支架。本法制备的ＨＡ在胶原／ＰＶＰ的半互穿聚合物网络基体中均匀分散并与基体形成有效键合且呈现定向排列，从而在结构和功能上实现纳米羟基磷灰石与基体的有效复合，也有效地解决了胶原材料本身存在的问题。本法工艺简单，操作简捷，易于推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工骨修复材料
，具体一种HA(纳米羟基磷灰石)/ 胶原/PVP(聚乙烯吡咯垸酮)半互穿聚合物网络支架的制备方法。
技术介绍
随着国内外临床医学中骨缺损修复需求的日益增长，传统人工骨修复材 料由于和自然骨高度精密的矿化结构差异较大，所以骨缺损的修复问题仍未 得到有效的解决。因此，作为人工骨修复材料，从成分和结构方面进行仿生 是目前和今后发展的主要方向。而人体骨组织是一种纳米羟基磷灰石和胶原 组装复合的，高度精密的自然矿化生物结构材料。因此从模拟自然骨的组成 和结构出发，将纳米羟基磷灰石与胶原复合是当前骨修复材料研究的热点。目前大多数羟基磷灰石/胶原复合物实际上是羟基磷灰石粉体和胶原的 机械混合物，通常是将烧结的羟基磷灰石研磨后与胶原溶液混合复合而成。 马宁，曾毅，张莉，等.多孔纳米羟基磷灰石/胶原复合材料的制备及性能. 吉林大学学报(医学版)，2006， 32 (1) : 90-93，该文以氢氧化钙和磷酸为 原料合成纳米羟基磷灰石，真空烘干后再分别在30(TC、 60(TC和80(TC的温度 下烧结，并与从牛肌腱中提取可溶性I型胶原混合，应用戊二醛交联冻干法使 二者复合制备呈三维网孔状结构生物多孔膜，孔径10 40"m，由纳米尺度的 羟基磷灰石和胶原纤维组成。这种复合方法虽然制备了满足一定性能要求的 纳米羟基磷灰石/胶原复合材料，但是羟基磷灰石粉末实际上很难均匀分散并 且和胶原基体之间无法形成有效键合，羟基磷灰石颗粒只能松散的分布于胶 原框架内，并不能有效地实现纳米羟基磷灰石与胶原的仿生构建。此外，骨 组织中的天然胶原具有很高的湿拉伸强度和抗蛋白水解能力，而制备骨修复 材料所提取的胶原并不具有所要求的拉伸强度和耐蛋白水解能力，且其力学 强度较差，降解速度过快。但是，胶原生物材料的拉伸强度和生物降解速度 可通过离子键、共价键和氢键的形成来改变,通过交联也可以提高胶原的某些强度。研究发现，聚乙烯吡咯烷酮是一种水溶性高分子聚合物，具有表面活性、 络合性、化学稳定性以及优异的生理相容性，它是一种较成熟的多用途的医 药辅料和杀菌消毒剂。近几年来聚乙烯吡咯烷酮与胶原的复合材料有一些报道。S.Alina.胶原与PVP共混物及其相互间的作用.欧洲聚合物杂志(Interaction of collagen and poly(vinyl pyxrolidone) in blends, European Polymer Journal) ， 2003， 39 (11) : 2135-2140，该文通过粘度 测定法、差示扫描量热仪和傅立叶变换红外光谱研究了胶原与PVP共混物及 其相互间的作用，结果表明，胶原和PVP间的相互作用的存在是由于聚合物 和生物成分间的强相互作用，这种作用主要是氢键，这些相互作用使得胶原 和PVP在分子水平上易于混合。S.Alina， K.Halina， W. Marc in,等..UV— 照射胶原/PVP共混膜的表面特性.表面科学(Surface characteristics of UV-irradiated collagen/PVP blended films, Surface Science) ， 2004， 566-568 (1-3 PART 1) : 608-612，该文通过原子力显微镜(AFM)和接触角 测量来研究胶原/PVP共混膜在UV照射前后的表面性质，结果发现UV照射改 变了胶原和PVP膜的接触角和表面自由能，且共混膜比纯组分的抗光能力强。 上述的胶原/ PVP共混材料在机械性质和稳定性方面都比胶原有所改进，但 是，有关胶原/PVP共混材料在骨组织工程支架材料方面的实际应用尚无任何 报道。此外，半互穿聚合物网络材料由于具有独特的性能而幵始应用于生物材 料领域，半互穿聚合物网络是指构成互穿网络的两种聚合物中，仅有一种聚 合物是交联的，另一种聚合物是线型非交联的，在网络与链段之间存在物理 贯穿，而几乎无化学结合。它可以同时具有一般物理共混、接枝、嵌段聚合 物的优异性能。然而这一技术并未用于胶原/PVP半互穿聚合物网络骨组织工 程支架的制备。因此，如果能将羟基磷灰石均匀分散在胶原/PVP的半互穿聚 合物网络基体中，并在此基体中呈现羟基磷灰石颗粒的定向排列以及与基体 形成有效键合，则可望在解决现有胶原/羟基磷灰石支架存在的问题的基础上 实现支架材料的稳定性、力学性能的改善，也有望从结构和功能上实现纳米 羟基磷灰石与胶原的仿生构建。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，通过研发一种结晶程度可 控、分散性好，能与高分子材料具有稳定键合的颗粒定向排列的纳米羟基磷灰石溶胶，并将上述溶胶均匀分散于胶原/PVP的半互穿聚合物网络基体中， 且与基体形成有效键合，从而提供一种HA(纳米羟基磷灰石)/胶原/PVP(聚乙 烯吡咯烷酮)半互穿聚合物网络支架的制备方法。 实现本专利技术目的是通过如下措施来实现的。一种HA/胶原/PVP半互穿聚合物网络支架的制备方法包括以下步骤及其 工艺条件-步骤一HA即纳米羟基磷灰石溶胶的制备(1) 以PVP即聚乙烯吡咯垸酮同时为模板剂、分散剂和改性剂；(2) 配制0. 01 3mol/L的钙盐和0. 006 1. 8mol/L的磷酸盐溶液或配 制0. 01 3mol/L的转盐溶液和0. 006 1. 8mol/L的磷酸；(3) 采用高速分散机，在碱液控制体系中，将上述(1) 、 (2)的物料 充分进行混合，形成纳米羟基磷灰石溶胶；该纳米羟基磷灰石溶胶体系中钙 磷摩尔比达1.6 1.7:1，按质量百分比计聚乙烯吡咯烷酮含量为0.01 50 %;步骤二 HA溶胶的陈化上述溶胶在20 10(TC的温度下陈化至少24小时，然后用去离子水充分 洗涤溶胶得到颗粒定向排列的HA溶胶；步骤三HA/胶原/PVP半互穿聚合物网络支架的成型(1) 用醋酸溶液配制3mg/ml 20mg/ml的胶原溶液；(2) 按PVP:胶原溶质的质量比为0. 1 2. 5:1的比例将PVP加入到上述 (1)的胶原溶液中充分混合后得到胶原/PVP的共混液；(3) 将步骤二的HA溶胶与上述(2)的胶原/PVP的共混液混合并采用 高速分散机分散得到HA/胶原/PVP的混合液，其中上述(2)的胶原/PVP共 混液的溶质:HA溶胶的质量比为0. 1 9:1;(4) 在上述(3)的HA/胶原/PVP的混合液中加入胶原交联剂在常温下 搅拌交联至少12h，按质量百分比计胶原交联剂含量为0. 01 1%;(5) 将上述(4)的HA/胶原/PVP的混合液减压除去气泡后注入模型，冻至少24小时，接着转入冷冻干燥机中冷冻干燥至少 24小时，即得到HA/胶原/PVP半互穿聚合物网络支架；步骤四HA/胶原/PVP半互穿聚合物网络支架的后处理(1) 首先将HA/胶原/PVP半互穿聚合物网络支架用碱液或缓冲溶液浸泡 1 3小时，然后再用去离子水浸泡至少6小时，并至少每半小时换一次水；(2) 将清洗后的支架材料放回模型，再次放入超低温冰箱中冷冻至少 24小时后，再转入冷冻干燥机中冷冻干燥至少24小时，最后得到HA/胶原/PVP 半互穿聚合物网络支架。为了更好地实现本专利技术，步骤一 (3)所述聚乙烯吡咯烷酮的加入本文档来自技高网...
【技术保护点】
ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤及其工艺条件： 步骤一：ＨＡ即纳米羟基磷灰石溶胶的制备 （１）以ＰＶＰ即聚乙烯吡咯烷酮同时为模板剂、分散剂和改性剂； （２）配制０．０１～３ｍ ｏｌ／Ｌ的钙盐和０．００６～１．８ｍｏｌ／Ｌ的磷酸盐溶液或配制０．０１～３ｍｏｌ／Ｌ的钙盐溶液和０．００６～１．８ｍｏｌ／Ｌ的磷酸； （３）采用高速分散机，在碱液控制体系中，将上述（１）、（２）的物料充分进行混合，形成ＨＡ溶胶；该溶胶 体系中钙磷摩尔比达１．６～１．７∶１，按质量百分比计ＰＶＰ含量为０．０１～５０％； 步骤二：ＨＡ溶胶的陈化 上述溶胶在２０～１００℃的温度下陈化至少２４小时，然后用去离子水充分洗涤溶胶得到颗粒定向排列的ＨＡ溶胶； 步骤三： ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架的成型 （１）用醋酸溶液配制３ｍｇ／ｍｌ～２０ｍｇ／ｍｌ的胶原溶液； （２）按ＰＶＰ∶胶原溶质的质量比为０．１～２．５∶１的比例，将ＰＶＰ加入到上述（１）的胶原溶液中，充分混合后得到胶原／Ｐ ＶＰ的共混液； （３）将步骤二的ＨＡ溶胶与上述（２）的胶原／ＰＶＰ的共混液混合并采用高速分散机分散得到ＨＡ／胶原／ＰＶＰ的混合液，其中上述（２）的胶原／ＰＶＰ共混液的溶质∶ＨＡ溶胶的质量比为０．１～９∶１； （４）在上述（３）的 ＨＡ／胶原／ＰＶＰ的混合液中加入胶原交联剂在常温下搅拌交联至少１２ｈ，按质量百分比计胶原交联剂含量为０．０１～１％； （５）将上述（４）的ＨＡ／胶原／ＰＶＰ的混合液减压除去气泡后注入模型，并置于超低温冰箱中冷冻至少２４小时，接着转入冷 冻干燥机中冷冻干燥至少２４小时，即得到ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架； 步骤四：ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架的后处理 （１）首先将ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架用碱液或缓冲溶液浸泡１～３小时，然后再用去 离子水浸泡至少６小时，并至少每半小时换一次水； （２）将清洗后的支架材料放回模型，再次放入超低温冰箱中冷冻至少２４小时后，再转入冷冻干燥机中冷冻干燥至少２４小时，最后得到ＨＡ／胶原／ＰＶＰ半互穿聚合物网络支架。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王迎军，宁成云，尹兆益，谭帼馨，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州南枫生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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