本發明屬于醫用生物材料技術領域，具體為納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原生物材料的制備方法及其用途和用法。
背景技術：
在創傷骨科以及外科臨床治療鄰域，治療骨缺損、骨不連等修復問題中，需要在缺損部位以及不連部位植入或填充自體骨、異體骨以及人工骨來達到治愈的目的。目前，自體骨移植由于無排斥和免疫反應成為臨床上骨移植的金標準，但是，有限的自體骨由于大小和形狀與缺損區域并不匹配，會引起患者自身疼痛、感染和血腫等并發癥，因此其未能在臨床上廣泛應用；同時，同種異體骨移植又會使受者發生嚴重的免疫反應甚至染上傳染性疾病，再加上供者骨來源有限，使其應用也受到了限制。在骨移植物供不應求時，人工合成生物材料作為骨替代材料已經被廣泛應用來代替自體或同種異體骨移植。磷酸三鈣(tricalciumphosphate，tcp)作為具有和骨組織相似的物理性質，分子式為ca3(po4)2，是一種生物相容性、生物降解性較好的陶瓷材料，其在生物醫學領域具有重要的應用價值；而納米磷酸三鈣(n-tcp)較tcp粒徑更均一，成骨效果更好，可有效替代tcp；水凝膠成份是plga-peg-plga聚合物，是由一定比例的dl-丙交酯、乙交酯和聚乙二醇合成，其特點是在溫度低于相轉變溫度(35±2)℃時，聚合物可溶于水形成自由流動液體，溫度升高至相轉變溫度以上，聚合物的水溶液發生相變，形成非化學交聯的凝膠，并且形成凝膠的過程是可逆的，在溫度降低時又可發生凝膠到溶液的轉變，水凝膠作為一種具有網狀結構三維材料，具有和細胞外基質相似的微結構，被廣泛用于組織工程支架。ⅰ型膠原是人體骨組織分泌的主要礦物質，其具有高張力、低延展性、生物相容性好、可刺激細胞增殖、分化和生物可降解性的特性。利用水凝膠的水溶性可作為固化液，膠原的促新生骨形成能力，以及納米磷酸三鈣可緩慢釋放ca、p離子的特性，將三種材料采用不同比例，不同方式混合處理，在不需要高溫燒結的條件下，制備一種可快速成形，成骨效果好的生物復合材料，即磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原復合材料。三種材料單獨使用時具有不同程度的缺陷，不能滿足生物力學的性能和較好的成骨性能。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原生物材料的制備方法，旨在改進以磷酸鈣和高分子材料為基底的人工骨的彈性、硬度和孔隙率，從而有利于血管的生成，提高成骨效率。
具體的技術方案為：
納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原生物材料，包括納米磷酸三鈣、溫敏性的水凝膠和ⅰ型膠原；所述的水凝膠成份是plga-peg-plga聚合物，由dl-丙交酯、乙交酯和聚乙二醇合成。
將水凝膠與蒸餾水進行混合，稱量溫敏水凝膠1g后加入蒸餾水4ml，在2-10℃下攪拌混合，攪拌時間30min/d，順時針攪拌，連續攪拌3d，得到水凝膠溶液，呈透明膠體懸濁液；
稱取納米磷酸三鈣粉體，在20℃條件下，將水凝膠溶液與納米磷酸三鈣粉體按20:80的比例進行混合，混合時將納米磷酸三鈣緩慢加入水凝膠溶液，邊加邊攪拌，攪拌時溫度不低于20℃，攪拌時間5-10min，得到納米磷酸三鈣-水凝膠混合材料；
將ⅰ型膠原溶于納米磷酸三鈣-水凝膠混合液中，按膠原與納米磷酸三鈣-水凝膠混合液按1：3的比例進行混合，混合時將膠原加入納米磷酸三鈣-水凝膠混合液中，在溫度不低于20℃的條件攪拌混合，在攪拌過程中滴中稀鹽酸，使混合液最后ph＝1，攪拌時間5-10min，得到納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原混合液，各成份最終比例為25：15：60，此時材料混合液仍為混合漿液；
將得到的混合漿液用藻酸鹽翻模法進行塑形，藻酸鹽是由海帶中提取的天然多糖碳水化合物，具體生物安全性。首先，制備藻酸鹽類模具，將藻酸鹽與水混合，將糊狀的藻酸鹽類材料迅速覆蓋于任何形狀的模型上，待其干燥固化后取下藻酸鹽類模具。然后，將納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原混合漿液注射入藻酸鹽模具中，進行倒模，將溫度升到37℃以上(此溫度可模擬人體溫度)，得到納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原復合材料，最后將藻酸鹽溶解掉。
最后成形的材料放入2.5％的戊二醛溶液中，戊二醛可作為一種有機交聯劑，使納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原材料交聯形成具有一定孔隙的網狀結構，有利于新生血管的長入，為新骨組織提供營養。交聯12h后，取出材料，用95％的乙醇沖洗，最后將材料放入-20℃下冷凍2h，然后凍干24h得到納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原復合材料。
本發明的制備方法解決了磷酸三鈣粉體需要燒結成型的缺點，做到了隨意塑形，且生物力學性能強，空隙結構均勻，孔徑在200-400μm，孔隙率為50％左右，有利于新生血管長入及新生骨組織形成。
本發明提供的納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原生物材料，采用溫敏性的水凝膠作為一種具有網狀結構三維材料，又是一種好的固化液，在體內可起到緩釋磷酸三鈣的作用，將ca、p離子緩慢釋放以形成新生骨組織，解決磷酸三鈣粉體需要燒結成型的缺點，且有利于血管形成，從而有利于骨組織的再生；ⅰ型膠原作為骨細胞的生物支架，可幫助磷酸三鈣加速骨細胞的形成，從而加速誘導機體內新生骨組織形成，利用水凝膠的溫度敏感性，在35℃上下2℃可進行溶液和凝膠的轉變，可塑形成任何形狀，制備方法簡單，無缺任何燒結過程。
具體實施方式
結合實施例說明本發明的具體實施方式。
將水凝膠與蒸餾水按1:4的比例進行混合，稱量溫敏水凝膠1g后加入蒸餾水4ml，在2-10℃下攪拌混合，攪拌時間30min/d，順時針攪拌，連續攪拌3d，得到水凝膠溶液，呈透明膠體懸濁液；
稱取納米磷酸三鈣粉體，在20℃條件下，將水凝膠溶液與納米磷酸三鈣粉體按20:80的比例進行混合，混合時將納米磷酸三鈣緩慢加入水凝膠溶液，邊加邊攪拌，攪拌時溫度不低于20℃，攪拌時間5-10min，得到納米磷酸三鈣-水凝膠混合材料；
將ⅰ型膠原溶于納米磷酸三鈣-水凝膠混合液中，按膠原與納米磷酸三鈣-水凝膠混合液按1：3的比例進行混合，混合時將膠原加入納米磷酸三鈣-水凝膠混合液中，在溫度不低于20℃的條件攪拌混合，在攪拌過程中滴中稀鹽酸，使混合液最后ph＝1，攪拌時間5-10min，得到納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原混合液，各成份最終比例為25：15：60，此時材料混合液仍為混合漿液；
將得到的混合漿液用藻酸鹽翻模法進行塑形，藻酸鹽是由海帶中提取的天然多糖碳水化合物，具體生物安全性。首先，制備藻酸鹽類模具，將藻酸鹽與水混合，將糊狀的藻酸鹽類材料迅速覆蓋于任何形狀的模型上，待其干燥固化后取下藻酸鹽類模具。然后，將納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原混合漿液注射入藻酸鹽模具中，進行倒模，將溫度升到37℃以上(此溫度可模擬人體溫度)，得到納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原復合材料，最后將藻酸鹽溶解掉。
最后成形的材料放入2.5％的戊二醛溶液中，戊二醛可作為一種有機交聯劑，使納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原材料交聯形成具有一定孔隙的網狀結構，有利于新生血管的長入，為新骨組織提供營養。交聯12h后，取出材料，用95％的乙醇沖洗，最后將材料放入-20℃下冷凍2h，然后凍干24h得到納米磷酸三鈣-水凝膠-ⅰ型膠原復合材料。