【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料制备方法与应用。
技术介绍
1、借助组织工程学技术，通过新型生物活性材料负载种子细胞可一定程度上加速新骨形成。但是组织工程骨构建过程中，除了要保证植入细胞具有成骨潜能以外，存在的主要问题是如何在大块组织工程骨中维持细胞活力。而当组织工程骨植入体内后，细胞的存活主要依赖于组织工程骨中血管化程度，依靠缺损周围自身组织血管床的长入只能达到组织工程骨构建体边缘，而在大块组织工程骨构建体中央部位会出现细胞死亡，进而限制新骨形成。此外，研究证实新骨血管化程度也在一定程度上影响新骨与牙种植体骨整合效果。因此，设计出具有多向诱导活性，特别是成骨-成血管诱导活性新型支架结构材料，进而调控成体干细胞成骨-成血管分化，对于血管化组织工程骨构建具有重要意义。
2、丝蛋白材料作为一类新型天然高分子材料，具有良好的生物相容性、机械强度和韧性，在骨修复生物材料领域获得广泛关注。但由于丝蛋白材料本身缺乏足够的骨诱导活性，因此需要对丝蛋白本体材料进行改性以提升其生物学性能。
3、近年来的研究证实硅酸钙(calcium silicate,cs)类生物陶瓷具有优良的生物活性、降解性和生物相容性，其生物活性和降解性明显优于磷酸钙类生物陶瓷，且具有一定诱导血管形成作用以及促进成骨细胞增殖作用。锶元素(strontium，sr)作为人体中重要的微量元素，在骨改建过程中发挥重要作用。研究证实sr不仅能促进间充质干细胞(mesenchymal stemcells,msc)、成骨细胞相关基
4、以上研究证实通过在硅酸钙生物陶瓷材料基础上引入锶元素，可设计出具有成骨-成血管双向诱导活性新型材料。
5、综上所述，利用丝蛋白(silk fibroin，sf)材料的机械强度-韧性方面优势、和掺锶硅酸钙的成骨-成血管双向诱导活性方面优势，制备出新型掺锶硅酸钙-丝蛋白新型有机无机复合材料，可望为骨缺损快速功能性修复提供更为理想的支架结构材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于利用丝蛋白(silk fibroin，sf)材料的机械强度-韧性方面优势和掺锶硅酸钙的成骨-成血管双向诱导活性方面优势，提出一种掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料及其制备方法，及利用该制备方法所制备出的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料在体内外成骨-成血管方面应用。
2、为了实现本专利技术的专利技术目的，一种掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料的制备方法，所述制备
3、方法包括：
4、提供掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体，
5、提供掺锶硅酸钙纳米纤维；以及，
6、将所述掺锶硅酸钙超细粉体、所述掺锶硅酸钙纳米纤维与丝蛋白的水溶液超声混合，并添加nacl颗粒，混合均匀后于-20℃下冷冻后，冷冻干燥后获得所述掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料。
7、在一些实施例中，所述提供掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体的步骤包括：
8、制备掺锶硅酸钙陶瓷粉体的步骤，以及，
9、制备所述掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体的步骤；其中，
10、在所述制备掺锶硅酸钙陶瓷粉体的步骤中，以可溶性钙盐、可溶性锶盐及可溶性硅酸钠为原料制备所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体。
11、在一些实施例中，在所述制备掺锶硅酸钙陶瓷粉体的步骤中，通过化学沉淀法、溶胶-凝胶法或水热反应以制备所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体。
12、在一些实施例中，在所述制备掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体的步骤中，通过煅烧和研磨所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体以获得所述掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体。
13、在一些实施例中，在氮气气氛下，以800-1100℃对所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体煅烧2-6h。
14、在一些实施例中，在所述提供掺锶硅酸钙纳米纤维的步骤中，以可溶性钙盐、可溶性锶盐及可溶性硅酸钠为原料利用水热方法以制备所述掺锶硅酸钙纳米纤维。
15、在一些实施例中，所述丝蛋白的制备步骤包括：
16、将家蚕的茧置于0.02mol/l的碳酸钠溶液中煮沸30分钟两次，随后用去离子水反复洗涤以去除丝胶蛋白，得到蚕丝蛋白；
17、将所述蚕丝蛋白溶于60℃的libr溶液中4小时，以获得溶液；以及
18、将所得的溶液透析2天，再经37℃烘干后获得所述丝蛋白。
19、在一些实施例中，所述nacl颗粒的粒径为400-600μm。
20、在一些实施例中，所述掺锶硅酸钙超细粉体的粒径为5-10μm。
21、为了实现本专利技术的专利技术目的，本专利技术还提供一种如上所述制备方法制备出的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料。
22、一种掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，所述掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料为支架结构，孔径大小为400-600μm。
23、在一些实施例中，所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料在成骨-成血管方面的应用
24、本专利技术的有益效果为：
25、本专利技术提供一种掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料的制备方法，制备出掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，复合材料为支架结构，孔径大小分布在400-600μm，其支架结构具有良好的表面形态、生物学性能，本专利技术所制备的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，结合了丝蛋白(silkfibroin，sf)材料的机械强度-韧性方面优势和掺锶硅酸钙的成骨-成血管双向诱导活性方面优势，采用大鼠骨髓间充质干细胞(bmscs)接种所述复合材料，验证了促细胞成血管分化作用；以及在大鼠颅骨中缝双侧各造成5mm直径全层骨膜骨质缺损，植入所述复合材料验证了体内骨缺损修复性能，结果表明掺锶硅酸钙质量分数为25wt％的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，具有良好的成骨-成血管性能，可用于骨缺损功能性修复或作为骨组织工程细胞支架。
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1.一种掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，按如下方法制得：
2.根据权利要求1所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，按质量比，所述掺锶硅酸钙超细粉体及所述掺锶硅酸钙纳米纤维为12.5:87.5或25:75。
3.根据权利要求2所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，在所述制备掺锶硅酸钙陶瓷粉体的步骤中，通过化学沉淀法、溶胶-凝胶法或水热反应以制备所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体。
4.根据权利要求2所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，在所述制备掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体的步骤中，通过煅烧和研磨所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体以获得所述掺锶硅酸钙超细陶瓷粉体。
5.根据权利要求4所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，在氮气气氛下，以800-1100℃对所述掺锶硅酸钙陶瓷粉体煅烧2-6h。
6.根据权利要求1所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，所述NaCl颗粒的粒径为400-600μm。
7.根据权利要求1所述的掺锶硅酸钙-丝蛋白复合材料，其特征在于，所述丝蛋白的制备步骤包括：
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