本发明涉及一种生物医用的、可用于骨组织缺损修复的生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒及其制备方法。
背景技术：
硫酸钙作为人工骨修复材料已有百年的历史。半水硫酸钙以其良好的生物相容性、骨传导性，体内降解可吸收性和高的抗压强度等特性使其成为无机骨修复材料的研究热点并广泛用于骨修复中。但是，半水硫酸钙水化后形成的二水硫酸钙在体内的降解速度仍快于新骨的形成速度，其骨修复性能受到一定的影响。
针对硫酸钙降解过快的研究很多。大多是基于硫酸钙和磷酸钙的降解速率不同，利用两种成分比例的不同调节降解速度，从而使之与人体骨组织生长速度相匹配。如中国发明专利CN101020085公开了一种新型无机植骨材料，由β-磷酸三钙和α-半水硫酸钙按一定的质量分数配比组成；CN101843920A公开了一种自成孔磷酸钙骨水泥支架的制备方法，将一定硫酸钙加入到可注射磷酸钙骨水泥，制备出新型的复合骨水泥；中国专利ZL201310162070.2公开了生物医用缓释金属离子的硫酸钙复合粉末，希望利用植入体内后的离子缓释促进骨的生长。从而达到充分利用硫酸钙的快速降解提高组织修复速率的目的。
然而，骨修复与再生是一个复杂的过程，酸碱度、多种生物因子在其中起到至关重要的作用。因此，医用胶原成为另一种用于骨修复的备选材料。其特点是表面存在多种生物因子的残基，可能有效地促进骨再生。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种生物医用的硫酸钙/胶原复合颗粒及其制备方法。
本发明的生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒，由硫酸钙和胶原组成，其中，硫酸钙的含量为重量百分比98%～99.99%，胶原含量为重量百分比0.01%～2%。
生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1) 将胶原溶于pH值为2～5的酸性溶液中形成浓度为0.5g/L～20g/L的胶原溶液A；
将胶原溶于pH值为10～12.5的碱性溶液中形成浓度为0.5g/L～20g/L的胶原溶液B；
2) 将半水硫酸钙粉末与胶原溶液A按粉末：胶原溶液A的重量比为4～2：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒浸泡在胶原溶液B中12～24小时，颗粒与胶原溶液B的体积比为1：8～12；
或者将半水硫酸钙粉末与胶原溶液B按粉末：胶原溶液B的重量比为4～2：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒浸泡在胶原溶液A中12～24小时，颗粒与胶原溶液A的体积比为1：8～12；
3) 将步骤2）得到的颗粒在30～60℃的烘箱中保存24～48小时，得到生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。
本发明中，所述的胶原为医用牛跟腱胶原或医用酶解胶原。所述的酸性溶液为醋酸或盐酸溶液；所述的碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液；所述的半水硫酸钙为α-半水硫酸钙或β-半水硫酸钙；
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的硫酸钙/胶原复合颗粒可以通过控制工艺条件来控制颗粒中硫酸钙和胶原的组成比例，从而调控复合颗粒的强度以及植入后复合颗粒的生物活性和细胞响应性；此外，在本发明中，通过调节胶原溶液的酸碱度和工艺条件可以有效地调控颗粒降解微环境中的酸碱度，从而进一步促进骨修复。本发明制备方法操作简单，易于产业化。制备的硫酸钙/胶原复合颗粒可应用于硬组织替代材料、骨填充材料、口腔上颌窦提升等生物医学材料领域。
具体实施方式
实施例1
将医用牛跟腱胶原溶于pH值为2的盐酸性溶液中形成浓度为0.5g/L的胶原溶液A；将医用酶解胶原溶于pH值为10的氢氧化钠溶液中形成浓度为0.5g/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液A按重量比4：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：8浸泡在胶原溶液B中12小时；将颗粒取出后在30℃的烘箱中保存48小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为0.01%。
实施例2
将医用酶解胶原溶于pH值为4的醋酸溶液中形成浓度为10g/L的胶原溶液A；将医用牛跟腱胶原溶于pH值为12.5的氢氧化钾溶液中形成浓度为2g/L的胶原溶液B；
将β-半水硫酸钙粉末与胶原溶液A按重量比3：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：10浸泡在胶原溶液B中18小时；将颗粒取出后在50℃的烘箱中保存46小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为0.5%。
实施例3
将医用牛跟腱胶原溶于pH值为2的盐酸溶液中形成浓度为20g/L的胶原溶液A；将医用牛跟腱胶原溶于pH值为12.4的氢氧化钠溶液中形成浓度为20g/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液A按重量比2：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：12浸泡在胶原溶液B中24小时；将颗粒取出后在60℃的烘箱中保存40小时，得所述生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为2%。
实施例4
将医用酶解胶原溶于pH值为5的醋酸溶液中形成浓度为2g/L的胶原溶液A；将医用酶解胶原溶于pH值为10的氢氧化钠溶液中形成浓度为3g/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液B按重量比3.8：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：10浸泡在胶原溶液A中18小时；将颗粒取出后在45℃的烘箱中保存40小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为1%。
实施例5
将医用酶解胶原溶于pH值为5的醋酸溶液中形成浓度为5g/L的胶原溶液A；将医用牛跟腱胶原溶于pH值为10的氢氧化钾溶液中形成浓度为8g/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液B按重量比4：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：11浸泡在胶原溶液A中15小时；将颗粒取出后在37℃的烘箱中保存24小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为0.8%。
实施例6
将医用牛跟腱胶原溶于pH值为2的盐酸溶液中形成浓度为12g/L的胶原溶液A；将医用牛跟腱胶原溶于pH值为11.8的氢氧化钠溶液中形成浓度为10g/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液B按重量比3：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：10浸泡在胶原溶液A中19小时；将颗粒取出后在42℃的烘箱中保存38小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为1.5%。
实施例7
将医用酶解胶原溶于pH值为5的醋酸溶液中形成浓度为3g/L的胶原溶液A；将医用酶解胶原溶于pH值为10的氢氧化钠溶液中形成浓度8g/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液B按重量比3.5：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：9浸泡在胶原溶液A中23小时；将颗粒取出后在45℃的烘箱中保存36小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为1.8%。
实施例8
将医用酶解胶原溶于pH值为4.5的醋酸溶液中形成浓度为5g/L的胶原溶液A：将医用酶解胶原溶于pH值为11的氢氧化钠溶液中形成浓度为8/L的胶原溶液B；
将α-半水硫酸钙粉末与胶原溶液B按重量比2.5：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：10浸泡在胶原溶液A中19小时；将颗粒取出后在50℃的烘箱中保存24小时，得所述生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为1.3%。
实施例9
将医用牛跟腱胶原溶于pH值为2的盐酸溶液中形成浓度为16/L的胶原溶液A；将医用酶解胶原溶于pH值为10的氢氧化钠溶液中形成浓度为0.5g/L的胶原溶液B；
将半水硫酸钙粉末与胶原溶液A按重量比4：1混合均匀，填入模具，并静置至固化成颗粒，脱模，再将脱模后的颗粒按体积比1：10浸泡在胶原溶液B中24小时；将颗粒取出后在55℃的烘箱中保存46小时，得生物医用硫酸钙/胶原复合颗粒。复合颗粒中胶原的重量百分比为1.2%。