專利名稱：Ha/膠原/pvp半互穿聚合物網絡支架的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及人工骨修復材料技術領域，具體一種HA(納米羥基磷灰石)/ 膠原/PVP(聚乙烯吡咯垸酮)半互穿聚合物網絡支架的制備方法。
背景技術：
隨著國內外臨床醫(yī)學中骨缺損修復需求的日益增長，傳統(tǒng)人工骨修復材 料由于和自然骨高度精密的礦化結構差異較大，所以骨缺損的修復問題仍未 得到有效的解決。因此，作為人工骨修復材料，從成分和結構方面進行仿生 是目前和今后發(fā)展的主要方向。而人體骨組織是一種納米羥基磷灰石和膠原 組裝復合的，高度精密的自然礦化生物結構材料。因此從模擬自然骨的組成 和結構出發(fā)，將納米羥基磷灰石與膠原復合是當前骨修復材料研究的熱點。目前大多數(shù)羥基磷灰石/膠原復合物實際上是羥基磷灰石粉體和膠原的 機械混合物，通常是將燒結的羥基磷灰石研磨后與膠原溶液混合復合而成。 馬寧，曾毅，張莉，等.多孔納米羥基磷灰石/膠原復合材料的制備及性能. 吉林大學學報(醫(yī)學版)，2006， 32 (1) : 90-93，該文以氫氧化鈣和磷酸為 原料合成納米羥基磷灰石，真空烘干后再分別在30(TC、 60(TC和80(TC的溫度 下燒結，并與從牛肌腱中提取可溶性I型膠原混合，應用戊二醛交聯(lián)凍干法使 二者復合制備呈三維網孔狀結構生物多孔膜，孔徑10 40"m，由納米尺度的 羥基磷灰石和膠原纖維組成。這種復合方法雖然制備了滿足一定性能要求的 納米羥基磷灰石/膠原復合材料，但是羥基磷灰石粉末實際上很難均勻分散并 且和膠原基體之間無法形成有效鍵合，羥基磷灰石顆粒只能松散的分布于膠 原框架內，并不能有效地實現(xiàn)納米羥基磷灰石與膠原的仿生構建。此外，骨 組織中的天然膠原具有很高的濕拉伸強度和抗蛋白水解能力，而制備骨修復 材料所提取的膠原并不具有所要求的拉伸強度和耐蛋白水解能力，且其力學 強度較差，降解速度過快。但是，膠原生物材料的拉伸強度和生物降解速度 可通過離子鍵、共價鍵和氫鍵的形成來改變,通過交聯(lián)也可以提高膠原的某些強度。研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯吡咯烷酮是一種水溶性高分子聚合物，具有表面活性、 絡合性、化學穩(wěn)定性以及優(yōu)異的生理相容性，它是一種較成熟的多用途的醫(yī) 藥輔料和殺菌消毒劑。近幾年來聚乙烯吡咯烷酮與膠原的復合材料有一些報道。S.Alina.膠原與PVP共混物及其相互間的作用.歐洲聚合物雜志(Interaction of collagen and poly(vinyl pyxrolidone) in blends, European Polymer Journal) ， 2003， 39 (11) : 2135-2140，該文通過粘度 測定法、差示掃描量熱儀和傅立葉變換紅外光譜研究了膠原與PVP共混物及 其相互間的作用，結果表明，膠原和PVP間的相互作用的存在是由于聚合物 和生物成分間的強相互作用，這種作用主要是氫鍵，這些相互作用使得膠原 和PVP在分子水平上易于混合。S.Alina， K.Halina， W. Marc in,等..UV— 照射膠原/PVP共混膜的表面特性.表面科學(Surface characteristics of UV-irradiated collagen/PVP blended films, Surface Science) ， 2004， 566-568 (1-3 PART 1) : 608-612，該文通過原子力顯微鏡(AFM)和接觸角 測量來研究膠原/PVP共混膜在UV照射前后的表面性質，結果發(fā)現(xiàn)UV照射改 變了膠原和PVP膜的接觸角和表面自由能，且共混膜比純組分的抗光能力強。 上述的膠原/ PVP共混材料在機械性質和穩(wěn)定性方面都比膠原有所改進，但 是，有關膠原/PVP共混材料在骨組織工程支架材料方面的實際應用尚無任何 報道。此外，半互穿聚合物網絡材料由于具有獨特的性能而幵始應用于生物材 料領域，半互穿聚合物網絡是指構成互穿網絡的兩種聚合物中，僅有一種聚 合物是交聯(lián)的，另一種聚合物是線型非交聯(lián)的，在網絡與鏈段之間存在物理 貫穿，而幾乎無化學結合。它可以同時具有一般物理共混、接枝、嵌段聚合 物的優(yōu)異性能。然而這一技術并未用于膠原/PVP半互穿聚合物網絡骨組織工 程支架的制備。因此，如果能將羥基磷灰石均勻分散在膠原/PVP的半互穿聚 合物網絡基體中，并在此基體中呈現(xiàn)羥基磷灰石顆粒的定向排列以及與基體 形成有效鍵合，則可望在解決現(xiàn)有膠原/羥基磷灰石支架存在的問題的基礎上 實現(xiàn)支架材料的穩(wěn)定性、力學性能的改善，也有望從結構和功能上實現(xiàn)納米 羥基磷灰石與膠原的仿生構建。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，通過研發(fā)一種結晶程度可 控、分散性好，能與高分子材料具有穩(wěn)定鍵合的顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠，并將上述溶膠均勻分散于膠原/PVP的半互穿聚合物網絡基體中， 且與基體形成有效鍵合，從而提供一種HA(納米羥基磷灰石)/膠原/PVP(聚乙 烯吡咯烷酮)半互穿聚合物網絡支架的制備方法。 實現(xiàn)本發(fā)明目的是通過如下措施來實現(xiàn)的。一種HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法包括以下步驟及其 工藝條件-步驟一HA即納米羥基磷灰石溶膠的制備(1) 以PVP即聚乙烯吡咯垸酮同時為模板劑、分散劑和改性劑；(2) 配制0. 01 3mol/L的鈣鹽和0. 006 1. 8mol/L的磷酸鹽溶液或配 制0. 01 3mol/L的轉鹽溶液和0. 006 1. 8mol/L的磷酸；(3) 采用高速分散機，在堿液控制體系中，將上述(1) 、 (2)的物料 充分進行混合，形成納米羥基磷灰石溶膠；該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣 磷摩爾比達1.6 1.7:1，按質量百分比計聚乙烯吡咯烷酮含量為0.01 50 %;步驟二 HA溶膠的陳化上述溶膠在20 10(TC的溫度下陳化至少24小時，然后用去離子水充分 洗滌溶膠得到顆粒定向排列的HA溶膠；步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1) 用醋酸溶液配制3mg/ml 20mg/ml的膠原溶液；(2) 按PVP:膠原溶質的質量比為0. 1 2. 5:1的比例將PVP加入到上述 (1)的膠原溶液中充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3) 將步驟二的HA溶膠與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用 高速分散機分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中上述(2)的膠原/PVP共 混液的溶質:HA溶膠的質量比為0. 1 9:1;(4) 在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入膠原交聯(lián)劑在常溫下 攪拌交聯(lián)至少12h，按質量百分比計膠原交聯(lián)劑含量為0. 01 1%;(5) 將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型，凍至少24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥至少 24小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理(1) 首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用堿液或緩沖溶液浸泡 1 3小時，然后再用去離子水浸泡至少6小時，并至少每半小時換一次水；(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入超低溫冰箱中冷凍至少 24小時后，再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥至少24小時，最后得到HA/膠原/PVP 半互穿聚合物網絡支架。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，步驟一 (3)所述聚乙烯吡咯烷酮的加入有以下 兩種方式，擇一使用(1) 將PVP加入到鈣鹽溶液或磷酸鹽溶液或磷酸中，或加入到鈣鹽和磷 酸鹽或鈣鹽和磷酸的混合溶液中；(2) 先配制聚乙烯吡咯垸酮水溶液，再用聚乙烯吡咯烷酮水溶液配制鈣 鹽和磷酸鹽或磷酸溶液。所述鈣鹽為硝酸鈣或氫氧化鈣；磷酸鹽采用磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉或 磷酸氫二鉀。步驟二所述陳化有以下兩種方式，擇一使用(1) 將納米羥基磷灰石溶膠自然放置陳化；(2) 將納米羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置陳化。 所述堿液控制體系pH值大于10.5;所述堿液為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。所述緩沖溶液為磷酸氫二鈉或碳酸氫鈉溶液。所述高速分散機的速度范圍為100 8000轉/分。所述PVP的類型為K15、 K30、 K60或K90;所述膠原為I型膠原。所述超低溫冰箱中冷凍的溫度范圍為-5" -8(TC。所述膠原交聯(lián)劑為戊二醛、聚縮水甘油醚、聚乙二醇或1一乙基一3— (3 一二甲基氨丙基)碳二亞胺和N—羥基琥珀酰亞胺的混合物，當使用l一乙基 —3— (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺和N—羥基琥珀酰亞胺時，它們的質量 比為4:1。所述聚縮水甘油醚是指聚乙二醇雙縮水甘油醚或聚丙三醇三縮水甘油醚。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較有如下突出的優(yōu)點-1、 本發(fā)明首次將半互穿聚合物網絡支架的制備技術成功應用到HA/膠原 /PVP半互穿聚合物網絡支架的制備中，通過PVP的橋梁作用，使得羥基磷灰石顆粒在膠原/PVP半互穿聚合物網絡基體中分散良好，并與基體之間形成有 效、穩(wěn)定的鍵合，且羥基磷灰石在膠原基體中顆粒呈現(xiàn)定向排列，從而在結 構和功能上實現(xiàn)納米羥基磷灰石與膠原/PVP基體的有效復合。2、 本發(fā)明采用以羥基磷灰石溶膠的形式與膠原基體復合，解決了現(xiàn)有技 術中以羥基磷灰石粉末形式，采用普通機械攪拌混合制備的納米羥基磷灰石/ 膠原支架中存在著羥基磷灰石與膠原基體之間無法形成有效鍵合，以及羥基 磷灰石顆粒只能松散的分布于膠原框架內，并不能有效地實現(xiàn)納米羥基磷灰 石與膠原的有效復合的問題。3、 由于半互穿聚合物網絡可以同時具有一般物理共混、接枝、嵌段聚合 物的優(yōu)異性能，因而本發(fā)明制備的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡骨組織工 程支架解決了膠原力學強度較差，降解速度過快，耐蛋白水解能力差的問題。4、 本發(fā)明采用具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性，良好的生物相容性和生理安全性 的聚乙烯吡咯烷酮作為模板劑、分散劑和改性劑，同時與膠原形成半互穿聚 合物網絡作為基體，在改善材料性能的同時不至于引起生理毒性的問題。5、 本發(fā)明制備工藝簡單，操作簡捷，易于推廣應用。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但實施方式并不僅限 于此。實施例1一種HA (納米羥基磷灰石)/膠原/PVP (聚乙烯吡咯垸酮)半互穿聚合 物網絡支架的制備方法包括以下步驟及其工藝條件 步驟一HA溶膠的制備(1) 以PVP K15同時為模板劑、分散劑、改性劑；(2) 使用去離子水配制含硝酸鈣0.01mol/L，磷酸氫二銨0,006mol/L的溶液，然后將O. lg PVP K15加入到上述硝酸鈣溶液中充分溶解；(3)采用100轉/分的高速分散機，在氨水控制體系pH值為10. 6條件 下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進行混合，形成HA溶膠，使該HA溶膠 體系中韓磷摩爾比達1. 6:1，按質量百分比計PVP含量為0. 01%; 步驟二 HA溶膠的陳化上述HA溶膠在常溫(20°C)下，自然放置陳化24小時，然后再用去離 子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的HA溶膠；步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1) 用質量百分比濃度為2%醋酸溶液配制3mg/ml的I型膠原溶液；(2) 按PVP:膠原溶質的質量比為0. 1:1的比例將PVP K15加入到上述 (1)的膠原溶液中，充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3) 將步驟二的HA與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用高速 分散機以100轉/分的速度分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中步驟三(2) 的膠原/PVP共混液的溶質:HA溶膠的質量比為0。 1:1;(4) 在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入戊二醛溶液在常溫下 攪拌交聯(lián)12h，按質量百分比計戊二醛交聯(lián)劑含量為0. 01%;(5) 將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型， 并置于-5'C的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥 24小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理(1) 首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用質量百分比濃度為 0. 5%的氨水浸泡1小時，然后再用去離子水浸泡6小時，至少每半小時換一 次水；(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-5T:的超低溫冰箱中冷凍 24小時后，再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥24小時，最后得到HA/膠原/PVP 半互穿聚合物網絡支架。實施例2一種HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法的制備方法包括以 下步驟及其工藝條件步驟一HA溶膠的制備(1) 以PVP K30同時為模板劑、分散劑、改性劑；(2) 使用質量百分比0.5X的PVP K30水溶液配制含硝酸鈣0. lmol/L、 磷酸氫二鈉0. 06mol/L的溶液；(3) 采用1000轉/分的高速分散機，在氫氧化鈉控制體系pH值為11的 條件下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進行混合，形成納米羥基磷灰石溶 膠，使該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣磷摩爾比達1.65:1，按質量百分比計 PVP含量為0. 5%;步驟二 HA溶膠的陳化將上述HA溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置，在5(TC蒸發(fā)回流36小時陳化； 然后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的HA溶膠； 步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1) 用質量百分比濃度為2%醋酸溶液配制5mg/ml的I型膠原溶液；(2) 按PVP:膠原溶質的質量比為0. 25:1的比例將PVP K30加入到上述 (1)的膠原溶液中充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3) 將步驟二的HA與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用高速 分散機以1000轉/分的速度分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中步驟三(2) 的膠原/PVP共混液的溶質:HA溶膠的質量比為0. 25:1;(4) 在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入聚乙二醇溶液在常溫 下攪拌交聯(lián)12h，按質量百分比計聚乙二醇交聯(lián)劑含量為0. 05%;(5) 將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型后 置于-l(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥36 小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理(1) 首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用質量百分比濃度為 0.005mol/L的氫氧化鈉溶液浸泡2小時，然后再用去離子水浸泡6小時，每 半小時換一次水；(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-IO'C的超低溫冰箱中冷 凍24小時后再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥36小時，最后得到HA/膠原/PVP 半互穿聚合物網絡支架。實施例3一種HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法的制備方法包括以 下步驟及其工藝條件步驟一HA溶膠的制備(1) 以PVP K60同時為模板劑、分散劑、改性劑；(2) 使用質量百分比5X的PVPK60水溶液配制含硝酸鈣0.5mol/L，磷 酸氫二鉀0. 3mol/L的溶液；(3) 采用2000轉/分的高速分散機，在氫氧化鉀控制體系pH值為11. 5 條件下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進行混合，形成HA溶膠，使該HA 溶膠體系中鈣磷摩爾比達1. 67:1 ，按質量百分比計PVP含量為5 %;步驟二 HA溶膠的陳化將上述HA溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置，在7(TC蒸發(fā)回流48小時陳化， 然后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠； 步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1) 用質量百分比濃度為2%醋酸溶液配制7mg/ml的I型膠原溶液；(2) 按PVP:膠原溶質的質量比為0. 65:1的比例將PVP K60加入到上述 (1)的膠原溶液中充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3) 將步驟二的HA與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用高速 分散機以2000轉/分的速度分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中步驟三(2) 的膠原/PVP共混液的溶質:HA溶膠的質量比為1:1;(4) 在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入聚乙二醇雙縮水甘油 醚溶液在常溫下攪拌交聯(lián)24h，按質量百分比計聚乙二醇雙縮水甘油醚交聯(lián) 劑含量為0.1%;(5) 將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型后， 并置于-2(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥 48小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理 (1)首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用0. 5mol/L的氫氧化 鉀溶液浸泡3小時，然后再用去離子水浸泡6小時，至少每半小時換一次水；(2)將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-2(TC的超低溫冰箱中冷 凍24小時后，再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥48小時，最后得到HA/膠原/PVP 半互穿聚合物網絡支架。實施例4一種HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法的制備方法包括以 下步驟及其工藝條件步驟一HA溶膠的制備(1) 以PVP K90同時為模板劑、分散劑、改性劑；(2) 使用去離子水配制含氫氧化鈣lmol/L，磷酸0.6mol/L的溶液，然 后分別將5g PVP K90加入到上述硝酸鈣和磷酸中充分溶解；(3) 采用5000轉/分的高速分散機，在氫氧化鉀控制體系pH值為12的 條件下，將上述(1) 、 (2)的物料充分進行混合，形成HA溶膠，使該HA 溶膠體系中鈣磷摩爾比達1.67:1，按質量百分比計PVP含量為10%;步驟二 HA溶膠的陳化將上述羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置，在90。C蒸發(fā)回流60小 時陳化，然后再用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的HA溶膠； 步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1) 用質量百分比濃度為2%醋酸溶液配制10mg/ml的I型膠原溶液；(2) 按PVP:膠原溶質的質量比為1:1的比例將PVPK90加入到上述(1) 的膠原溶液中充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3) 將步驟二的HA與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用高速 分散機以5000轉/分的速度分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中步驟三(2) 的膠原/PVP共混液的溶質:HA溶膠的質量比為4:1;(4) 在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入聚丙三醇三縮水甘油 醚溶液在常溫下攪拌交聯(lián)24h，按質量百分比計聚丙三醇三縮水甘油醚交聯(lián) 劑含量為0.5%;(5) 將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型后， 并置于-65。C的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥 48小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理(1) 首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用1 mol/L的碳酸氫鈉 溶液浸泡3小時，然后再用去離子水浸泡6小時，至少每半小時換一次水；(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-65x:的超低溫冰箱中冷凍24小時后，再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥48小時，最后得到HA/膠原/PVP 半互穿聚合物網絡支架。實施例5一種HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法的制備方法包括以 下步驟及其工藝條件步驟一HA溶膠的制備(1) 以PVP K90同時為模板劑、分散劑、改性劑；(2) 使用去離子水配制含氫氧化鈣3mol/L，磷酸氫二鉀1. 8mol/L的溶 液，然后將50g PVP K90加入到上述磷酸氫二鉀中充分溶解；(3) 采用8000轉/分的高速分散機，在氨水控制體系pH值為12條件下， 將上述(1) 、 (2)的物料充分進行混合，形成HA溶膠，使該HA溶膠體系 中鈣磷摩爾比達1.7:1，按質量百分比計聚乙烯吡咯烷酮含量為50%;步驟二 HA溶膠的陳化上述HA溶膠在IO(TC的溫度下放置，陳化48小時，然后再用去離子水 充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的HA溶膠；步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1) 用質量百分比濃度為2%醋酸溶液配制20mg/ml的I型膠原溶液；(2) 按PVP:膠原溶質的質量比為2.5:1的比例將PVP K90加入到上述 (1)的膠原溶液中充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3) 將步驟二的HA溶膠與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用 高速分散機以8000轉/分的速度分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中步驟 三(2)的膠原/PVP共混液的溶質:HA溶膠的質量比為9:l;(4) 在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入l一乙基一3— (3-二甲基氨丙基)碳二亞胺與N—羥基琥珀酰亞胺質量比為4:1的混合交聯(lián)劑， 在常溫下攪拌交聯(lián)12h，按質量百分比計該混合交聯(lián)劑含量為1%;(5)將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型后， 并置于-8(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥 48小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理(1) 首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用0. 05mol/L的磷酸氫 二鈉溶液浸泡3小時，然后再用去離子水浸泡6小時，并每半小時換一次水；(2) 將清洗后的支架材料放回模型，再次放入-8(TC的超低溫冰箱中冷 凍24小時后，再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥48小時，最后得到HA/膠原/PVP 半互穿聚合物網絡支架。
權利要求
1、HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟及其工藝條件步驟一HA即納米羥基磷灰石溶膠的制備(1)以PVP即聚乙烯吡咯烷酮同時為模板劑、分散劑和改性劑；(2)配制0.01～3mol/L的鈣鹽和0.006～1.8mol/L的磷酸鹽溶液或配制0.01～3mol/L的鈣鹽溶液和0.006～1.8mol/L的磷酸；(3)采用高速分散機，在堿液控制體系中，將上述(1)、(2)的物料充分進行混合，形成HA溶膠；該溶膠體系中鈣磷摩爾比達1.6～1.7∶1，按質量百分比計PVP含量為0.01～50％；步驟二HA溶膠的陳化上述溶膠在20～100℃的溫度下陳化至少24小時，然后用去離子水充分洗滌溶膠得到顆粒定向排列的HA溶膠；步驟三HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的成型(1)用醋酸溶液配制3mg/ml～20mg/ml的膠原溶液；(2)按PVP∶膠原溶質的質量比為0.1～2.5∶1的比例，將PVP加入到上述(1)的膠原溶液中，充分混合后得到膠原/PVP的共混液；(3)將步驟二的HA溶膠與上述(2)的膠原/PVP的共混液混合并采用高速分散機分散得到HA/膠原/PVP的混合液，其中上述(2)的膠原/PVP共混液的溶質∶HA溶膠的質量比為0.1～9∶1；(4)在上述(3)的HA/膠原/PVP的混合液中加入膠原交聯(lián)劑在常溫下攪拌交聯(lián)至少12h，按質量百分比計膠原交聯(lián)劑含量為0.01～1％；(5)將上述(4)的HA/膠原/PVP的混合液減壓除去氣泡后注入模型，并置于超低溫冰箱中冷凍至少24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥至少24小時，即得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架；步驟四HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的后處理(1)首先將HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架用堿液或緩沖溶液浸泡1～3小時，然后再用去離子水浸泡至少6小時，并至少每半小時換一次水；(2)將清洗后的支架材料放回模型，再次放入超低溫冰箱中冷凍至少24小時后，再轉入冷凍干燥機中冷凍干燥至少24小時，最后得到HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架。
2、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于步驟一 (3)所述的物料混合，PVP的加入有以下兩種方式， 擇一使用(1) 將PVP加入到鈣鹽溶液或磷酸鹽溶液或磷酸中，或加入到鈣鹽和磷 酸鹽或磷酸的混合溶液中；(2) 先配制PVP水溶液，再用PVP水溶液配制鈣鹽和磷酸鹽或磷酸溶液。
3、 根據權利要求1或2所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制 備方法，其特征在于所述鈣鹽為硝酸鈣或氫氧化鈣；磷酸鹽采用磷酸氫二 銨、磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀。
4、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于步驟二所述陳化有以下兩種方式，擇一使用(1) 將納米羥基磷灰石溶膠自然放置陳化；(2) 將納米羥基磷灰石溶膠移入加熱蒸發(fā)回流裝置陳化。
5、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于所述堿液控制體系pH值大于10.5;所述堿液為氨水、氫 氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
6、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于所述緩沖溶液為磷酸氫二鈉或碳酸氫鈉溶液。
7、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于所述高速分散機的速度范圍為100 8000轉/分。
8、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于所述所采用PVP的類型為K15、 K30、 K60或K90;所述膠 原為I型膠原。
9、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方 法，其特征在于所述超低溫冰箱中冷凍的溫度范圍為-5°C -80°C。
10、 根據權利要求1所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備 方法，其特征在于所述膠原交聯(lián)劑為戊二醛或聚縮水甘油醚或聚乙二醇或 1 —乙基一3—(3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺和N—羥基琥珀酰亞胺的混合物，當使用l一乙基一3— (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺和N—羥基琥珀酰亞胺的 混合交聯(lián)劑時，l一乙基一3— (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺與N—羥基琥珀 酰亞胺的質量比為4:1。
11、根據權利要求10所述的HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備 方法，其特征在于所述聚縮水甘油醚是指聚乙二醇雙縮水甘油醚或聚丙三 醇三縮水甘油醚。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種HA/膠原/PVP半互穿聚合物網絡支架的制備方法。該法首先在堿液控制體系中充分混合，形成PVP含量為0.01～50％(質量)的溶膠體系；經陳化洗滌得HA溶膠，再與PVP∶膠原溶質的質量比為0.1～2.5∶1的共混液混合，所得共混液的溶質∶HA溶膠質量比為0.1～9∶1的混合液投入高速分散機混合交聯(lián)；注入模具經后處理得到支架。本法制備的HA在膠原/PVP的半互穿聚合物網絡基體中均勻分散并與基體形成有效鍵合且呈現(xiàn)定向排列，從而在結構和功能上實現(xiàn)納米羥基磷灰石與基體的有效復合，也有效地解決了膠原材料本身存在的問題。本法工藝簡單，操作簡捷，易于推廣應用。
文檔編號A61L27/00GK101612419SQ20091014626
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者寧成云, 尹兆益, 王迎軍, 譚幗馨 申請人:華南理工大學;廣州南楓生物科技有限公司