本发明涉及一种两步法制备高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料的方法。
背景技术：
随着全球老龄化趋势发展以及骨创伤、先天性畸形、关节炎等骨缺损性疾病的不断发生，骨修复问题一直是医学界所面临的重大难题之一。传统医学上常使用的自体骨移植和异体骨移植技术具有来源狭隘和免疫排斥反应等局限性，因此，对现有的骨移植材料进行优化改性，并开发新型骨修复材料是骨科临床急需解决的问题。
人体骨主要由有机的骨基质结构以及无机的骨盐框架结构共同构成，而羟基磷灰石是其主要无机矿物成分。羟基磷灰石具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用，植入人体后能够在短时间内与人体的骨组织紧密结合，因而被广泛用作骨替代材料。但纯羟基磷灰石材料脆性大，韧性低，力学性能较差，通常需要与其它材料复合使用。
壳聚糖(cs)作为一种富含氨基的天然多糖，具有良好的生物相容性、无免疫原性、生物可降解性等优点，在生物医学领域应用广泛，如壳聚糖基止血膜、神经修复导管、人造皮肤等。通过将壳聚糖与羟基磷灰石杂化，可以制得综合性能优异的骨修复材料。基于人体骨中高无机物含量以及有机无机材料复合的现实基础，制备高矿物含量的羟基磷灰石/壳聚糖复合材料对骨修复材料的发展具有一定的促进作用，在临床骨科领域具有良好的实际应用前景。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种两步法制备高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料的方法。
本发明的一种两步法制备高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料的方法，包括如下步骤：
1)称取一定质量粘均分子量为1万-120万、脱乙酰度为60％-95％的壳聚糖为溶质，以体积分数为2％-20％的醋酸水溶液为溶剂，搅拌至完全溶解，配制成2wt.％-10wt.％的壳聚糖溶液a；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b，氯化钙的加入量是以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，可使m(cs):m(ha)为60:40-4:96；再加入一定量尿素，至混合溶液经由wgt-s型雾度仪测得的透光率大于90％，得到均相混合溶液c；
3)通过两步法制备复合水凝胶，具体步骤为：将溶液c注入单开口平板模具中，先浸入c(naoh)为2wt.％-10wt.％的凝固浴中，直到溶液凝胶化完成，再将其转移至c(na2hpo4)为2wt.％-10wt.％的转化浴，实现氢氧化钙晶体向羟基磷灰石的转化；
4)将所得壳聚糖基复合凝胶脱模，并以去离子水反复洗涤至中性，烘干，获得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。
目前以水凝胶作为模板诱导矿化的各类方法所得产物中的矿物含量只能达到中等水平，而较难实现高矿物含量水平。本发明使用了尿素作为添加剂，得以实现高钙离子含量的均相溶液体系，所得壳聚糖基复合材料中羟基磷灰石含量可高达95％，且具有良好的生物相容性、可降解性和骨生长诱导性，无机物含量沿厚度方向梯度分布，可诱导骨细胞迁移，促进骨传导和伤口愈合，作为骨修复材料具有良好的实际应用价值。
具体实施方式
以下结合具体实例进一步说明本发明。
实施例1：
1)称取1g壳聚糖(粘均分子量为1万、脱乙酰度为60％)加入到100ml烧杯中，再加入9ml体积分数为2％的醋酸水溶液，搅拌均匀后获得10wt.％的壳聚糖溶液a；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b。所加入量以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，m(cs):m(ha)为4:96。再加入一定量尿素，至混合溶液经由wgt-s型雾度仪测得的透光率大于90％，得到均相混合溶液c；
3)通过两步法制备复合水凝胶，具体步骤为：将溶液c注入单开口平板模具中，先浸入c(naoh)为2wt.％的凝固浴中，直到溶液凝胶化完成，再将其转移至c(na2hpo4)为2wt.％的转化浴，实现氢氧化钙晶体向羟基磷灰石的转化；
4)将所得壳聚糖基复合凝胶脱模，并以去离子水反复洗涤至中性，烘干，获得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。
本例制得的高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料无机物含量为95.8％。
实施例2：
1)称取1g壳聚糖(粘均分子量为20万、脱乙酰度为70％)加入到100ml烧杯中，再加入11.5ml体积分数为5％的醋酸水溶液，搅拌均匀后获得8wt.％的壳聚糖溶液a；；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b。所加入量以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，m(cs):m(ha)为15:85。再加入一定量尿素，至混合溶液经由wgt-s型雾度仪测得的透光率大于90％，得到均相混合溶液c；
3)通过两步法制备复合水凝胶，具体步骤为：将溶液c注入单开口平板模具中，先浸入c(naoh)为4wt.％的凝固浴中，直到溶液凝胶化完成，再将其转移至c(na2hpo4)为4wt.％的转化浴，实现氢氧化钙晶体向羟基磷灰石的转化；
4)将所得壳聚糖基复合凝胶脱模，并以去离子水反复洗涤至中性，烘干，获得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。
本例制得的高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料无机物含量为84.4％。
实施例3：
1)称取1g壳聚糖(粘均分子量为50万、脱乙酰度为80％)加入到100ml烧杯中，再加入19ml体积分数为10％的醋酸水溶液，搅拌均匀后获得5wt.％的壳聚糖溶液a；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b。所加入量以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，m(cs):m(ha)为25:75。再加入一定量尿素，至混合溶液经由wgt-s型雾度仪测得的透光率大于90％，得到均相混合溶液c；
3)通过两步法制备复合水凝胶，具体步骤为：将溶液c注入单开口平板模具中，先浸入c(naoh)为5wt.％的凝固浴中，直到溶液凝胶化完成，再将其转移至c(na2hpo4)为5wt.％的转化浴，实现氢氧化钙晶体向羟基磷灰石的转化；
4)将所得壳聚糖基复合凝胶脱模，并以去离子水反复洗涤至中性，烘干，获得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。
本例制得的高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料无机物含量为73.6％。
实施例4：
1)称取1g壳聚糖(粘均分子量为100万、脱乙酰度为90％)加入到100ml烧杯中，再加入24ml体积分数为15％的醋酸水溶液，搅拌均匀后获得4wt.％的壳聚糖溶液a；；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b。所加入量以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，m(cs):m(ha)为35:65。再加入一定量尿素，至混合溶液经由wgt-s型雾度仪测得的透光率大于90％，得到均相混合溶液c；
3)通过两步法制备复合水凝胶，具体步骤为：将溶液c注入单开口平板模具中，先浸入c(naoh)为8wt.％的凝固浴中，直到溶液凝胶化完成，再将其转移至c(na2hpo4)为8wt.％的转化浴，实现氢氧化钙晶体向羟基磷灰石的转化；
4)将所得壳聚糖基复合凝胶脱模，并以去离子水反复洗涤至中性，烘干，获得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。
本例制得的高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料无机物含量为64.5％。
实施例5：
1)称取1g壳聚糖(粘均分子量为120万、脱乙酰度为95％)加入到100ml烧杯中，再加入49ml体积分数为20％的醋酸水溶液，搅拌均匀后获得2wt.％的壳聚糖溶液a；；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b。所加入量以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，m(cs):m(ha)为60:40。再加入一定量尿素，至混合溶液经由wgt-s型雾度仪测得的透光率大于90％，得到均相混合溶液c；
3)通过两步法制备复合水凝胶，具体步骤为：将溶液c注入单开口平板模具中，先浸入c(naoh)为10wt.％的凝固浴中，直到溶液凝胶化完成，再将其转移至c(na2hpo4)为10wt.％的转化浴，实现氢氧化钙晶体向羟基磷灰石的转化；
4)将所得壳聚糖基复合凝胶脱模，并以去离子水反复洗涤至中性，烘干，获得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。
本例制得的高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料无机物含量为38.6％。
实施例6：
1)称取1g壳聚糖(粘均分子量为1万、脱乙酰度为60％)加入到100ml烧杯中，再加入9ml体积分数为2％的醋酸水溶液，搅拌均匀后获得10wt.％的壳聚糖溶液a；
2)称取一定质量无水氯化钙粉末，将其加入到壳聚糖溶液a中形成混合物原液b。所加入量以壳聚糖(cs)质量与钙离子所对应的羟基磷灰石(ha)质量之比理论值计量，m(cs):m(ha)为4:96。混合溶液b中有沉淀产生，呈现浑浊的凝胶状态，在不加入尿素混合搅拌的情况下，无法实现后续原位沉析，未能进行后续凝固、转化、烘干等操作。可以看出若不加尿素调节，将无法制得高羟基磷灰石含量壳聚糖基接骨板材料。