纳米介孔生物玻璃/蛋白骨仿生材料的设计、制备及性能研究

目前制备仿生骨支架材料仅在微米级别上进行复合，致使较难制备出真正具有天然骨相似微结构及性能的骨组织材料。针对这一现状，本研究以脱钙骨为模板，以纳米介孔生物玻璃为介质，反相复制出具有真正骨组织微细结构的纳米介孔生物玻璃仿生骨多孔支架材料，研究该材料的成型工艺及参数，探讨不同组分、纳米粒径、烧结温度等对仿生骨多孔支架成型的影响，进而对其进行设计，优化出一套仿生骨成型工艺，研究各工艺对仿生骨成型的影响，从而为人为调控制备仿生骨奠定基础；然后通过蛋白与仿生支架进行复合，通过复合蛋白的层数来调控其力学性能（弹性、降解性能等），通过烧结工艺调控其生物活性，考察该类材料的孔分布、孔隙率、孔的取向及梯度分布等微结构，研究该纳米介孔仿生复合骨支架材料的细胞增殖、分化等。

首先我们通过一个简单的合成方法合成了介孔58S生物玻璃,然后用XRD, TEM和氮气吸附等手段对合成的介孔58s生物玻璃的结构进行表征,结果发现介孔的孔大小和介孔比表面积随着制备温度的增加而减少,然而孔的体积和介孔的壁厚随温度的增加而增加,通过体外活性测试发现此方法制备的介孔生物玻璃一样有很好的生物活性.同时此方法与传统制备介孔生物活性玻璃相比,具有制备简单,不需要水热过程,不需要加太多的酸、高效、节能、适合批量化工业生产。其次,我们将介孔生物活性玻璃(MBG)与脱钙骨(DB)复合, 利用浸渍法制备出MBG/DB 复合支架材料。采用红外光谱(FTIR), 扫描电镜(SEM), X 射线衍射(XRD), 电子万能材料试验机等方法对牛松质骨(CB)、DB、MBG/DB 复合支架进行表征。结果表明, CB 经浸酸处理后制备的DB, 孔径大小在200~600μm 范围内, 孔隙率约为71%, 抗压性能比CB明显降低(1.10±0.31)MPa, 而采用浸渍法制备的复合支架, 孔隙率降为40%左右, 而压缩强度明显提高(8.49±2.14)MPa，体外生物活性测试表明: 复合支架具有良好的生物活性。最后,我们将脱钙骨基质浸入我们发明的一步法介孔生物玻璃制备过程中,先制备出介孔生物玻璃脱钙骨,然后将制备的介孔生物玻璃脱钙骨放入不同浓度的丝素溶液,制备出三维介孔生物玻璃-丝素复合支架，用透射电镜（TEM）、场发射扫描电镜（FESEM）、傅立叶红外（FTIR）、宽角X-射线（WAXRD）来表征三维介孔生物玻璃-丝素复合支架的内部孔结构、孔尺寸、形态以及成分等，同时体外生物活性通过模拟体液浸泡的方法来进行表征。测试结果显示：制备的介孔生物玻璃脱钙骨和三维介孔生物玻璃-丝素复合支架具有相互贯穿的网状大孔和介孔壁；体外生物活性测试显示，制备的三维介孔生物玻璃-丝素复合支架有很好的生物活性，因此，此方法提供了一个简单制备骨组织支架的方法。