一种用于骨损伤修复的原位合成的CS/HAp/ZnO支架及

本发明涉及生物复合材料，尤其涉及一种用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法。背景技术：1、壳聚糖具有优异的骨传导和骨诱导性能，而且壳聚糖支架还可以促进成骨细胞增殖以及诱导新生血管形成，是促进骨修复的理想材料。但是壳聚糖也存在力学性能较弱、抗菌能力有限的缺点，因此需要对壳聚糖支架进行改性以进一步提高其骨修复性能。2、基于此，本发明在原位矿化形成hap的基础上添加zn2+，一步法制备，在壳聚糖支架表面原位形成nhap/zno，可以避免纳米颗粒的团聚，同时发挥hap和zno的促骨生成及抗菌作用。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法，在原位矿化形成hap的基础上添加zn2+，一步法制备，在壳聚糖支架表面原位形成nhap/zno，可以避免纳米颗粒的团聚，同时发挥hap和zno的促骨生成及抗菌作用。2、为达到以上目的，本发明技术方案如下：3、一种用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法，包括以下步骤：4、（1）将壳聚糖溶于乙酸溶液中，置于恒温水浴锅中搅拌使其溶解，配制壳聚糖溶液；5、（2）将可溶性钙盐加入步骤（1）所得的壳聚糖溶液，搅拌均匀后加入可溶性磷酸盐继续搅拌，搅拌均匀后加入一定量的锌盐，继续搅拌4h，直至溶液成为均匀乳状，即得支架前驱体溶液；6、（3）将步骤（2）所得的支架前驱体溶液加入模具中，将模具先放于冰箱中4℃存放4h，后放于-20℃的冰箱内冷冻12h，然后-80℃冷冻12h，随后真空冷冻干燥；7、（4）将冷冻干燥后的成型样品于碱性乙醇/水溶液中浸泡，并置于恒温摇床中持续反应，水洗支架至中性，重新冷冻干燥，即得cs/hap/zno骨修复支架。8、进一步的，步骤（1）所述配制壳聚糖溶液浓度为2%wt，所述乙酸溶液浓度为1%wt。9、进一步的，步骤（2）所述可溶性钙盐加入的原溶液浓度为2mol/l，所述可溶性磷酸盐加入的原溶液浓度为1.2mol/l，锌盐的用量为锌离子占锌离子和钙离子总摩尔用量的20%至30%之间。10、进一步的，步骤（4）所述恒温摇床温度为60℃，所述持续反应时间为4h。11、本发明将生物活性无机纳米材料zno杂化与壳聚糖形成有机-无机复合材料可以提高壳聚糖支架的力学性能，而原位生物矿化支架则可以克服hap直接与有机聚合物混合时hap团聚的缺点，进一步提高复合支架的生物活性和骨传导性。此外，这种生物活性支架可以原位招募内源性干细胞来骨缺损部位促进内源性骨组织再生。纳米氧化锌（zno）对真核细胞产生的毒性低，并能在一定程度上克服细菌耐药性。zno降解后产生的锌离子通过上调碱性磷酸酶、骨钙素和骨桥蛋白，还可以进一步促进细胞外基质矿化和骨形成。12、本发明的显著优点在于：13、（1）制备的支架具有相互连接的孔隙结构，孔径范围为50至250μm，模拟了天然骨的微环境。14、（2）无机粒子的添加提高了壳聚糖支架的机械性能，为新骨形成提供支撑；并且可以减缓壳聚糖支架的降解速率，使支架降解与新骨形成速率更加匹配。15、（3）本发明支架具有良好的仿生矿化能力，可以促进骨生成。16、（4）zno纳米颗粒赋予了支架抗菌活性，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌产生良好的抑菌效果。17、（5）支架具有良好的生物相容性，溶血率均小于国际通用标准5%且无细胞毒性。18、（6）nhap/zno的存在可以促进成骨细胞的增殖、促进骨髓间充质干细胞分化，同时在体内促进缺损颅骨的内源性修复。技术特征：1.一种用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架，其特征在于，在壳聚糖基质表面原位合成nhap/zno颗粒，仿生构建有机-无机多相杂化抗菌骨修复支架材料。2.根据权利要求1所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架，其特征在于：所述nhap/zno颗粒是通过碱性环境诱导zno和nhap成核。3.根据权利要求1所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架，其特征在于：纳米羟基磷灰石nhap的前驱体为可溶性钙盐和磷酸盐；纳米zno粒子的前驱体为可溶性锌盐。4.根据权利要求1所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架，其特征在于：所述有机-无机多相杂化抗菌骨修复支架具有相互连接的孔隙结构，孔径范围为50~250μm，模拟了天然骨的微环境。5.根据权利要求1所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：6.根据权利要求5所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法，其特征在于，步骤（1）配制的壳聚糖溶液浓度为2%wt。7.根据权利要求5所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法，其特征在于，步骤（2）加入的可溶性钙盐原溶液浓度为2mol/l，可溶性磷酸盐原溶液浓度为1.2mol/l。8.根据权利要求5所述的用于骨损伤修复的原位合成的cs/hap/zno支架的制备方法，其特征在于，步骤（4）中恒温摇床温度为60℃，持续反应时间为4h。技术总结本发明公开了一种用于骨损伤修复的原位合成的CS/HAp/ZnO支架及其制备方法，属于生物复合材料技术领域。以可溶性钙盐和磷酸盐作为纳米羟基磷灰石（nHAp）的前驱体、可溶性锌盐作为纳米ZnO粒子的前驱体，采用有机/无机杂化技术，并利用冷冻干燥技术和原位合成方法，在原位矿化形成HAp的基础上添加Zn