本發(fā)明屬于生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石和膠原蛋白是天然骨中最主要的無機(jī)和有機(jī)成分，且都具有良好的生物學(xué)特性，但單獨(dú)使用時(shí)又具有不同的缺陷，難以滿足組織工程對(duì)生物材料性能的要求，以膠原蛋白與羥基磷灰石復(fù)合則較好地利用了膠原蛋白的粘結(jié)性而克服了羥基磷灰石顆粒的流動(dòng)性。
納米氧化鋯具有優(yōu)良的傳熱性、導(dǎo)電性、表面活性和催化性能，在光學(xué)、催化、微電子、生物傳感、抗菌等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。不同形貌的納米氧化鋯粉性能不同，如粒徑較小、粒度分布窄的球形納米氧化鋯粉具有良好的抗菌性能和導(dǎo)電性能。
由于納米氧化鋯的高生物活性，將其應(yīng)用到組織工程中時(shí)，釋放到創(chuàng)面或者目標(biāo)器官，它會(huì)優(yōu)先被創(chuàng)面滲液或組織中的相關(guān)蛋白、氯離子及基團(tuán)捕獲，導(dǎo)致納米氧化鋯顆粒在某些部位高濃度異常聚集，雖然能有效參與抗菌，但這些過剩的納米氧化鋯將在表皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞內(nèi)聚集，導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡，最終導(dǎo)致創(chuàng)面的不愈合或者延遲愈合。總的來說，無節(jié)制的使用或者無控制的釋放納米氧化鋯勢必會(huì)適得其反，對(duì)創(chuàng)面修復(fù)沒有益處。因此，安全有效的使用納米氧化鋯需要有合理的緩釋體系，為創(chuàng)面提供長期有效的藥物緩釋，保持創(chuàng)面的藥物濃度均衡有效且不過剩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法，是通過液相還原反應(yīng)制備納米氧化鋯，然后與膠原-羥基磷灰石溶液混合均勻后一步法凍干并交聯(lián)制備成為目標(biāo)支架，制備出具有抗菌、安全的新型納米氧化鋯生物材料。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
(1)采用氧氯化鋯和碳酸鈉并添加丙三醇為分散劑進(jìn)行液相還原反應(yīng)制備納米氧化鋯溶膠；反應(yīng)溫度為30℃-45℃；
(2)將納米氧化鋯溶膠在密閉條件下微波加熱反應(yīng)，先在250～350W微波功率下反應(yīng)2～2.5min，再在100～150W微波功率下反應(yīng)2.5～3min，制得納米氧化鋯溶液；
(3)將牛跟腱來源的Ⅰ型膠原蛋白與羥基磷灰石按照9：1的質(zhì)量比溶解到0.5mol/L的乙酸溶液中，以10ppm為目標(biāo)濃度加入一定量到納米氧化鋯溶液后混勻4h，然后加入總質(zhì)量的0.5％的戊二醛并混勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％的含納米氧化鋯膠原-羥基磷灰石溶液，將納米氧化鋯，膠原-羥基磷灰石溶液注入4cm×4cm的模具，于-20℃下冷凍2小時(shí)，然后凍干24小時(shí)得到厚度為2mm的多孔含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架。納米氧化鋯的濃度范圍為10ug/ml-50ug/ml，納米氧化鋯粒子的粒徑為10-30nm。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中微波加熱反應(yīng)的條件為：先在300W微波功率下反應(yīng)2.25min，再在120W微波功率下反應(yīng)2.75min。
本發(fā)明具有如下有益效果：
1.本發(fā)明采用微波水熱法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水熱法制備納米氧化鋯，具有工藝簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)能環(huán)保，安全性能好等特點(diǎn)。
2.采用該方法制備的納米氧化鋯顆粒呈球形，大小均勻，分散性好。
3.本發(fā)明的支架所需材料簡單，無需復(fù)雜的技術(shù)要求和高端的設(shè)備需求，成本低，易于推廣。
4.本發(fā)明支架為創(chuàng)面提供了合理的納米氧化鋯緩釋體系，為創(chuàng)面提供長期有效的藥物緩釋，保持創(chuàng)面的藥物濃度均衡有效且不過剩。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法是通過以下過程實(shí)現(xiàn)的：
(1)采用氧氯化鋯和碳酸鈉并添加丙三醇為分散劑進(jìn)行液相還原反應(yīng)制備納米氧化鋯溶膠；加丙三醇的加入量是四氯金酸質(zhì)量的3％；反應(yīng)溫度為40℃；
(2)取納米氧化鋯溶膠攪拌10min，于密閉條件下微波加熱處理(選用北京祥鵠HX-300A電腦微波超聲組合合成儀為微波源)，先在300W微波功率下反應(yīng)2.25min，再在120W微波功率下反應(yīng)2.75min，得到納米氧化鋯溶液；
(3)將牛跟腱來源的Ⅰ型膠原蛋白與羥基磷灰石按照9：1的質(zhì)量比溶解到0.5mol/L的乙酸溶液中，以10ppm為目標(biāo)濃度加入一定量到納米氧化鋯溶液后混勻4h，然后加入總質(zhì)量的0.5％的戊二醛并混勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％的含納米氧化鋯膠原-羥基磷灰石溶液，將納米氧化鋯，膠原-羥基磷灰石溶液注入4cm×4cm的模具，于-20℃下冷凍2小時(shí)，然后凍干24小時(shí)得到厚度為2mm的含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架。納米氧化鋯的濃度范圍為10ug/ml-50ug/ml，納米氧化鋯粒子的粒徑為10-30nm。
實(shí)施例2
一種含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法是通過以下過程實(shí)現(xiàn)的：
(1)采用氧氯化鋯和碳酸鈉并添加丙三醇為分散劑進(jìn)行液相還原反應(yīng)制備納米氧化鋯溶膠；加丙三醇的加入量是四氯金酸質(zhì)量的3％；反應(yīng)溫度為30℃；
(2)取納米氧化鋯溶膠攪拌10min，于密閉條件下微波加熱處理(選用北京祥鵠HX-300A電腦微波超聲組合合成儀為微波源)，先在250W微波功率下反應(yīng)2.5min，再在150W微波功率下反應(yīng)2.5min，得到納米氧化鋯溶液；
(3)將牛跟腱來源的Ⅰ型膠原蛋白與羥基磷灰石按照9：1的質(zhì)量比溶解到0.5mol/L的乙酸溶液中，以10ppm為目標(biāo)濃度加入一定量到納米氧化鋯溶液后混勻4h，然后加入總質(zhì)量的0.5％的戊二醛并混勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％的含納米氧化鋯、膠原-羥基磷灰石溶液，將納米氧化鋯、膠原-羥基磷灰石溶液注入4cm×4cm的模具，于-20℃下冷凍2小時(shí)，然后凍干24小時(shí)得到厚度為2mm的多孔含納米氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架。納米氧化鋯的濃度范圍為10ug/ml-50ug/ml，納米氧化鋯粒子的粒徑為10-30nm。
上述雖然結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。