本發明屬于生物材料技術領域，具體涉及一種含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法。
背景技術：
羥基磷灰石和膠原蛋白是天然骨中最主要的無機和有機成分，且都具有良好的生物學特性，但單獨使用時又具有不同的缺陷，難以滿足組織工程對生物材料性能的要求，以膠原蛋白與羥基磷灰石復合則較好地利用了膠原蛋白的粘結性而克服了羥基磷灰石顆粒的流動性。
納米二氧化鋯具有優良的傳熱性、導電性、表面活性和催化性能，在光學、催化、微電子、生物傳感、抗菌等領域具有巨大的應用價值。不同形貌的納米二氧化鋯粉性能不同，如粒徑較小、粒度分布窄的球形納米二氧化鋯粉具有良好的抗菌性能和導電性能。
由于納米二氧化鋯的高生物活性，將其應用到組織工程中時，釋放到創面或者目標器官，它會優先被創面滲液或組織中的相關蛋白、氯離子及基團捕獲，導致納米二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，但這些過剩的納米二氧化鋯將在表皮細胞、巨噬細胞、成纖維細胞內聚集，導致細胞的凋亡，最終導致創面的不愈合或者延遲愈合。總的來說，無節制的使用或者無控制的釋放納米二氧化鋯勢必會適得其反，對創面修復沒有益處。因此，安全有效的使用納米二氧化鋯需要有合理的緩釋體系，為創面提供長期有效的藥物緩釋，保持創面的藥物濃度均衡有效且不過剩。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法，是通過液相還原反應制備納米二氧化鋯，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制備成為目標支架，制備出具有抗菌、安全的新型納米二氧化鋯生物材料。
本發明是通過以下技術方案實現的：
(1)采用氧氯化鋯和氨水并添加無水乙醇為分散劑進行液相還原反應制備納米二氧化鋯溶膠；反應溫度為30℃-45℃；
(2)將納米二氧化鋯溶膠在密閉條件下微波加熱反應，先在250～350W微波功率下反應2～2.5min，再在100～150W微波功率下反應2.5～3min，制得納米二氧化鋯溶液；
(3)將牛跟腱來源的Ⅰ型膠原蛋白與羥基磷灰石按照9：1的質量比溶解到0.5mol/L的乙酸溶液中，以10ppm為目標濃度加入一定量到納米二氧化鋯溶液后混勻4h，然后加入總質量的0.5％的戊二醛并混勻，得到質量分數為0.5％的含納米二氧化鋯膠原-羥基磷灰石溶液，將納米二氧化鋯，膠原-羥基磷灰石溶液注入4cm×4cm的模具，于-20℃下冷凍2小時，然后凍干24小時得到厚度為2mm的多孔含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架。納米二氧化鋯的濃度范圍為10ug/ml-50ug/ml，納米二氧化鋯粒子的粒徑為10-30nm。
優選的，所述步驟(2)中微波加熱反應的條件為：先在300W微波功率下反應2.25min，再在120W微波功率下反應2.75min。
本發明具有如下有益效果：
1.本發明采用微波水熱法代替傳統的水熱法制備納米二氧化鋯，具有工藝簡單、生產周期短、節能環保，安全性能好等特點。
2.采用該方法制備的納米二氧化鋯顆粒呈球形，大小均勻，分散性好。
3.本發明的支架所需材料簡單，無需復雜的技術要求和高端的設備需求，成本低，易于推廣。
4.本發明支架為創面提供了合理的納米二氧化鋯緩釋體系，為創面提供長期有效的藥物緩釋，保持創面的藥物濃度均衡有效且不過剩。
具體實施方式
下面結合實施例進一步說明本發明。
實施例1
一種含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法是通過以下過程實現的：
(1)采用氧氯化鋯和氨水并添加無水乙醇為分散劑進行液相還原反應制備納米二氧化鋯溶膠；加無水乙醇的加入量是四氯金酸質量的3％；反應溫度為40℃；
(2)取納米二氧化鋯溶膠攪拌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2.25min，再在120W微波功率下反應2.75min，得到納米二氧化鋯溶液；
(3)將牛跟腱來源的Ⅰ型膠原蛋白與羥基磷灰石按照9：1的質量比溶解到0.5mol/L的乙酸溶液中，以10ppm為目標濃度加入一定量到納米二氧化鋯溶液后混勻4h，然后加入總質量的0.5％的戊二醛并混勻，得到質量分數為0.5％的含納米二氧化鋯膠原-羥基磷灰石溶液，將納米二氧化鋯，膠原-羥基磷灰石溶液注入4cm×4cm的模具，于-20℃下冷凍2小時，然后凍干24小時得到厚度為2mm的含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架。納米二氧化鋯的濃度范圍為10ug/ml-50ug/ml，納米二氧化鋯粒子的粒徑為10-30nm。
實施例2
一種含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架的制備方法是通過以下過程實現的：
(1)采用氧氯化鋯和氨水并添加無水乙醇為分散劑進行液相還原反應制備納米二氧化鋯溶膠；加無水乙醇的加入量是四氯金酸質量的3％；反應溫度為30℃；
(2)取納米二氧化鋯溶膠攪拌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2.5min，再在150W微波功率下反應2.5min，得到納米二氧化鋯溶液；
(3)將牛跟腱來源的Ⅰ型膠原蛋白與羥基磷灰石按照9：1的質量比溶解到0.5mol/L的乙酸溶液中，以10ppm為目標濃度加入一定量到納米二氧化鋯溶液后混勻4h，然后加入總質量的0.5％的戊二醛并混勻，得到質量分數為0.5％的含納米二氧化鋯、膠原-羥基磷灰石溶液，將納米二氧化鋯、膠原-羥基磷灰石溶液注入4cm×4cm的模具，于-20℃下冷凍2小時，然后凍干24小時得到厚度為2mm的多孔含納米二氧化鋯的膠原-羥基磷灰石支架。納米二氧化鋯的濃度范圍為10ug/ml-50ug/ml，納米二氧化鋯粒子的粒徑為10-30nm。
上述雖然結合實施例對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。