本发明涉及医用材料领域，具体涉及一种组织工程三维多孔支架及其制备方法。
背景技术：
：组织工程是应用生命学和工程学原理与方法，去认识哺乳动物的正常和病态组织的结构功能关系，以研究、开发用于修复和维护或增进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的一个新学科。二十世纪80年代组织工程一经提出，就引起了世界范围的关注。经过十几年的研究，组织工程已得到了飞速发展。用于组织工程的支架材料除了应具有良好的生物相容性、细胞亲和性、可降解性等生物医学性能外，还必须满足一定的力学性能和物理性能，如：合适的孔径、孔隙率、较高的比表面积等。从细胞培养的角度讲，只有这样的支架才能起支撑作用，并有利养料和代谢物的运输交换，给细胞提供良好的生长环境。尽管多孔支架的制备技术已从初期的探索逐渐进向临床应用阶段发展，但仍有许多性能要求未曾达到，如：高孔隙率且能够内部联通的三维结构，这样的结构可以为细胞生长、养分交换和代谢产物的流通提供足够的空间；同时又要有足够的机械性能，满足体内环境中的受力需求。技术实现要素：要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种组织工程三维多孔支架，孔隙率高、孔连通性好，力学性能理想，具有很好的支架内外物质交换和生物力学性能。技术方案：一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉10-20份、透明质酸钠15-35份、骨胶原蛋白2-15份、纳米羟基磷灰石60-75份、珊瑚礁5-15份、柠檬酸1.5-3份、乙酸酐1.8-3.6份、甘露醇4.5-16.5份、大豆分离蛋白12-30份、乳清蛋白10-25份、谷朊粉5-10份、超细红黏土2-8份、长石粉2-8份。进一步优选的，所述的一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉13-18份、透明质酸钠20-30份、骨胶原蛋白5-12份、纳米羟基磷灰石64-70份、珊瑚礁8-12份、柠檬酸2-2.6份、乙酸酐2.5-3份、甘露醇8-14份、大豆分离蛋白18-25份、乳清蛋白15-20份、谷朊粉6-9份、超细红黏土3-7份、长石粉4-6份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至45-90℃的水中，充分搅拌0.5-3h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为30-90℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌1-4h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-80--20℃冷冻室中冷冻12-48小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥6-36小时，即得组织工程三维多孔支架。进一步的，所述的一种组织工程三维多孔支架的制备方法，所述步骤（1）中水温为60-80℃，搅拌时间为1-2h。进一步的，所述的一种组织工程三维多孔支架的制备方法，所述步骤（2）中温度为45-75℃，搅拌时间为3h。进一步的，所述的一种组织工程三维多孔支架的制备方法，所述步骤（3）中超细黏土和长石粉的细度为200-300目。进一步的，所述的一种组织工程三维多孔支架的制备方法，所述步骤（4）中冷冻室的温度为-65--30℃，冷冻时间为24-48h，冷冻干燥的时间为12-24h。有益效果：本发明的组织工程三维多孔支架的孔隙率在85.5到92.1%之间，有良好的孔隙贯通性；在保持高孔隙率的基础上可以保证抗压强度为2.49-3.12MPa，在添加超细红黏土、长石粉后，多孔支架的力学性能有了显著的提高。具体实施方式实施例1一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉20份、透明质酸钠35份、骨胶原蛋白2份、纳米羟基磷灰石60份、珊瑚礁15份、柠檬酸1.5份、乙酸酐1.8份、甘露醇4.5份、大豆分离蛋白12份、乳清蛋白25份、谷朊粉5份、超细红黏土2份、长石粉2份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至45℃的水中，充分搅拌3h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为30℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌4h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-20℃冷冻室中冷冻48小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥6小时，即得组织工程三维多孔支架。实施例2一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉10份、透明质酸钠15份、骨胶原蛋白15份、纳米羟基磷灰石75份、珊瑚礁5份、柠檬酸3份、乙酸酐3.6份、甘露醇16.5份、大豆分离蛋白30份、乳清蛋白10份、谷朊粉10份、超细红黏土8份、长石粉8份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至90℃的水中，充分搅拌0.5h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为90℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌1h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-80℃冷冻室中冷冻12小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥36小时，即得组织工程三维多孔支架。实施例3一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉18份、透明质酸钠20份、骨胶原蛋白5份、纳米羟基磷灰石64份、珊瑚礁12份、柠檬酸2份、乙酸酐2.5份、甘露醇8份、大豆分离蛋白25份、乳清蛋白15份、谷朊粉6份、超细红黏土3份、长石粉6份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至60℃的水中，充分搅拌2h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为45℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌3h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-65℃冷冻室中冷冻24小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥12小时，即得组织工程三维多孔支架。实施例4一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉13份、透明质酸钠30份、骨胶原蛋白12份、纳米羟基磷灰石70份、珊瑚礁8份、柠檬酸2.6份、乙酸酐3份、甘露醇14份、大豆分离蛋白18份、乳清蛋白20份、谷朊粉9份、超细红黏土7份、长石粉4份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至80℃的水中，充分搅拌1h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为75℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌3h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-30℃冷冻室中冷冻48小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥24小时，即得组织工程三维多孔支架。实施例5一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉15份、透明质酸钠25份、骨胶原蛋白9份、纳米羟基磷灰石68份、珊瑚礁10份、柠檬酸2.4份、乙酸酐2.7份、甘露醇12份、大豆分离蛋白22份、乳清蛋白18份、谷朊粉8份、超细红黏土5份、长石粉5份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至70℃的水中，充分搅拌1.5h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为60℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌3h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-40℃冷冻室中冷冻36小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥18小时，即得组织工程三维多孔支架。对比例1一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉20份、透明质酸钠35份、骨胶原蛋白2份、纳米羟基磷灰石60份、珊瑚礁15份、柠檬酸1.5份、乙酸酐1.8份、甘露醇4.5份、超细红黏土2份、长石粉2份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白，加入2倍重量份，并加热至45℃的水中，充分搅拌3h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为30℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌4h；（3）继续加入超细红黏土、长石粉、纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-20℃冷冻室中冷冻48小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥6小时，即得组织工程三维多孔支架。对比例2一种组织工程三维多孔支架，由以下成分按重量份制备而成：改性淀粉10份、透明质酸钠15份、骨胶原蛋白15份、纳米羟基磷灰石75份、珊瑚礁5份、柠檬酸3份、乙酸酐3.6份、甘露醇16.5份、大豆分离蛋白30份、乳清蛋白10份、谷朊粉10份。上述组织工程三维多孔支架的制备方法为：（1）将改性淀粉、透明质酸钠、骨胶原蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加热至90℃的水中，充分搅拌0.5h，得到混合溶液；（2）将混合溶液保持温度为90℃，加入柠檬酸、乙酸酐，搅拌1h；（3）继续加入纳米羟基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，继续搅拌；（4）称取步骤（3）得到溶液，浇入容器中，然后置于-80℃冷冻室中冷冻12小时后，再移入冷冻干燥机中冷冻干燥36小时，即得组织工程三维多孔支架。孔隙率的测试方法：用液体替代法测量多孔支架的孔隙率。即先测量其体积为V，称重为W，将其浸入无水乙醇中超声5min，然后放置真空环境下，负压使无水乙醇完全渗入支架材料,取出称重为W1，无水乙醇密度记为d，则多孔材料的孔隙率：P=（W1-W）/（V·d），做5个平行试验，求其平均值。力学测试方法：用日本岛津材料力学试验机（AGIC50KN）测定多孔材料修饰前后的抗压强度，样品为5mm×5mm×10mm的立方体，测试速度为0.5mm/min，压缩高度比为60%，每组样品做5次平行实验。本发明材料的各项性能指标见下表，我们可以看到本组织工程三维多孔支架的孔隙率在85.5到92.1%之间，有良好的孔隙贯通性；在保持高孔隙率的基础上可以保证抗压强度为2.49-3.12MPa，在添加超细红黏土、长石粉后，多孔支架的力学性能有了显著的提高。表1组织工程三维多孔支架的各项性能指标产品名称孔隙率（%）抗压强度（MPa）实施例185.52.49实施例287.22.55实施例388.52.65实施例489.62.87实施例592.13.12对比例170.52.50对比例286.11.41当前第1页1 2 3