CN112370571A - 治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料及其合成方法，支架材料为明胶‑壳聚糖基支架材料，包括明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石，质量比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(3～6):(1～7)。合成方法为：(1)取明胶和水形成明胶溶液；(2)取壳聚糖、水和醋酸溶液形成壳聚糖的悬浊液；(3)取聚乙烯醇和水形成聚乙烯醇溶液；(4)将明胶溶液、壳聚糖的悬浊液和聚乙烯醇溶液混合，后加入纳米羟基磷灰石搅拌再冷却至室温，得到材料前驱体溶液；(5)将材料前驱体溶液冷冻再冻干，后交联再重复冻干。与现有技术相比，本发明的支架材料具有良好的促进成骨能力，优异的机械强度，生物相容性好，毒性低，副作用小，为颌面骨缺损修复的提供了新的材料选择。

Description

治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料及其合成方法

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体涉及一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料及其合成方法。

背景技术

口腔颌面部承担着咀嚼、吞咽、语言等多种重要的生理功能，其中颌骨是支撑颌面部形态与功能的重要骨性支架。颌面部外伤、肿瘤、牙周病等炎症或其它解剖因素造成的骨缺损，不仅影响患者的容貌，同时也会对患者的心理健康产生恶劣的影响。实现又快又好的颌面部骨缺损的修复，对于病患后续其他治疗的展开以及健康的生活具有积极意义。

颌面部的骨相较于身体其他部位有着特殊的解剖生理外形，具有结构复杂，腔隙较多等特点，此部位的骨缺损往往具有复杂性，大规模工业化生产难以满足其需求。目前颌面部骨组织缺损修复方法有自体骨移植、同种异体骨移植、牵张成骨、赝复体修复、血管化骨肌瓣移植等技术，其中自体骨移植是骨缺损修复治疗的金标准，但这种治疗手段会带来额外的供区创伤。而其余方法均各有缺陷，如会引发免疫排斥反应、耗时较长、术后治疗效果不理想等。

组织工程学自诞生以来，为颌面部骨缺损的修复提供了广阔的应用前景。骨组织工程是指利用医学原理与工程技术的相结合，将体外培养及扩增后得到的种子细胞，接种于具备良好生物相容性且能够吸收降解的支架材料上，辅以诱导因子诱导细胞的增殖及新血管的长入，达到逐步修复骨缺损的目的。以生物材料为基础的再生修复技术相较传统方法具有创伤小、无免疫源性、可精确成型等优势。

目前常用的骨组织工程支架包括天然水凝胶支架和人工合成凝胶支架。天然水凝胶支架来源于动植物的提取物，具有生物相容性好、毒性低和经济成本低的特点，已被大量用于生物医药领域。目前常见的天然水凝胶包括以下几种：(1)胶原蛋白和明胶支架；(2)透明质酸水凝胶支架；(3)海藻酸盐水凝胶支架；(4)壳聚糖水凝胶支架。但是上述天然水凝胶往往面临着力学强度不足、降解速率过快等问题，单独应用往往效果不佳。而人工合成水凝胶，如聚乳酸、外消旋聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸共聚物、聚己内酯及聚乙烯醇等，能够有效改善材料的力学特性，但是这些材料的制备过程中需要添加大量的引发剂，使得材料的毒性增加，并且这些材料的降解速度很慢，无法适配生物体内的成骨过程，影响最终骨缺损的修复效果。

同时，单纯的水凝胶支架材料往往并不具有成骨诱导活性，需要辅以相应的活性因子应用。这些生长因子大多是分子量不大的可溶性多肽，可通过旁分泌、自分泌和内分泌等途径，对靶细胞的增殖、运动、收缩、分化和组织的改建起调控作用，在骨发育和修复过程中具有非常重要的作用。最主要的生长因子有转化生长因子-β、骨形成蛋白BMP、成纤维细胞生长因子、血小板衍生的生长因子PDEF和***IGF等。然而，这些外源性成骨生长因子半衰期短，局部使用会很快被稀释和代谢，故需反复并大剂量使用，导致制备成本非常昂贵，所以即便外源重组生长因子能一定程度地促进骨再生，但是考虑到成本高、体内半衰期短的特性，其应用受到限制。

因此，构建出一种生物相容性良好、具有良好的力学强度、降解速率与生物体内成骨进程相适配，并且能够有持续稳定的成骨诱导活性的复合骨组织工程支架材料显得十分必要。

专利CN102406963A公开了一种多组分骨组织工程支架材料及其制备方法。所述的多组分骨组织工程支架材料由壳聚糖、明胶、果胶和纳米羟基磷灰石按质量百分比组成。其制备方法过程：选用壳聚糖和果胶，运用共沉积技术制备的羟基磷灰石/壳聚糖-果胶复合物，其中羟基磷灰石的粒径在10-100nm；将nHCP分散到壳聚糖-明胶溶液中，以戊二醛交联后冷冻干燥获得多组分骨组织工程多孔支架材料。本发明制备的支架材料，其中nHCP在支架中分散均匀，不易团聚；支架材料的孔径为100-300μm，孔隙率大于80％。该专利存在以下缺点：1.成分上，该专利采用了果胶作为支架的组分之一，由于植物种类，储藏时间以及加工工艺的改变，果胶的结构及组成十分不稳定，无法实现持续稳定高效的支架材料的制备，并且由于果胶生产工艺不成熟，目前只有柑橘皮渣和苹果皮作为生产原料生产的果胶能够达到商业化生产的要求。相比之下，聚乙烯醇作为一种人工合成的高分子聚合物，其结构与性质明确，生产工艺成熟，来源广泛且成本低廉，本发明中采用的低粘度聚乙烯醇，理化性质明确而稳定。2.功能上，果胶的添加对于支架材料的机械性能并无明显改善。聚乙烯醇能够有效增强支架材料的压缩强度，并且通过聚乙烯醇的加入能够控制支架的降解速率，与体内的成骨进程更加适配。

发明内容

本发明的目的就是提供一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料及其合成方法，支架材料具有良好的促进成骨能力，优异的机械强度，同时其生物相容性好，毒性低，副作用小，为颌面骨缺损修复的提供了新的材料选择。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，所述支架材料为明胶-壳聚糖基支架材料，包括明胶(gelatin)、壳聚糖(chitosan，cs)、聚乙烯醇(polyvinyl alcoholvinylalcohol polymer，PVA)和纳米羟基磷灰石(nHA)，明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石的质量比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(3～6):(1～7)。本发明的材料在成分和结构上模拟天然骨组织。

所述明胶和壳聚糖形成多孔三维基体，所述聚乙烯醇以物理贯穿的方式融合在基体中，形成均匀网状结构，所述纳米羟基磷灰石分布在网状结构内及网状结构表面。

明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石的质量比为，优选为2:2:3:(1～7)，优选为2:2:3:1。

所述支架材料中还包含醋酸和多聚甲醛。

所述明胶的凝胶强度为≥250bloom g，壳聚糖的脱乙酰度≥95％，壳聚糖的粘度为100～200mpa·s，聚乙烯醇的聚合体相对分子质量为25000～35000。

所述支架材料的孔隙率为70～85％，优选为71～76.37％，优选为76.37％，孔径为100～200um，纳米羟基磷灰石的粒径为10～100nm，压缩强度为1.16～1.71Mpa，弹性模量为1.70～3.73Mpa，溶胀比为4.05～6.33，在磷酸盐缓冲液中浸泡7天后材料的pH维持在6.8～7.2，在磷酸盐缓冲液中浸泡四周后材料的降解率小于50％。

一种如上述所述的骨组织工程支架材料的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：

(1)取明胶和水混合加热进行溶解，形成明胶溶液，呈淡黄色粘稠液体；

(2)取壳聚糖、水和醋酸溶液混合进行溶解，形成壳聚糖的悬浊液，呈淡黄色透明粘稠液体，其中醋酸作为助溶剂；

(3)取聚乙烯醇和水加热进行溶解，形成聚乙烯醇溶液，呈无色透明粘稠液体；

(4)将明胶溶液、壳聚糖的悬浊液和聚乙烯醇溶液混合加热进行溶解，后加入纳米羟基磷灰石搅拌再冷却至室温，得到材料前驱体溶液；

(5)将材料前驱体溶液冷冻再冻干，后加入多聚甲醛溶液(多聚甲醛为可挥发交联剂)进行交联，再重复冻干得到所述骨组织工程支架材料。醋酸和多聚甲醛无法经冻干完全挥发，因此制得的支架材料中还含有部分醋酸和多聚甲醛，但这两种物质在使用中不会影响其他物质，且会缓慢降解，已证实支架材料pH能够维持在中性水平，且材料浸提液对于细胞无明显毒性。

步骤(1)中，加热的温度为50～65℃，明胶溶液置于≤4℃的温度下备用，低温储存能够维持明胶溶液中有效成分的结构和性质的稳定。

步骤(1)中，明胶和水的质量体积比为1g/10ml。

步骤(2)中，在室温下混合溶解，壳聚糖的悬浊液置于≤4℃的温度下备用，低温储存能够维持壳聚糖的悬浊液中有效成分的结构和性质的稳定。

步骤(2)中，壳聚糖和醋酸溶液的质量体积比为1g/20ml，醋酸溶液的体积分数为2％。

步骤(3)中，加热的温度为90～95℃，聚乙烯醇溶液置于≤4℃的温度下备用，低温储存能够维持聚乙烯醇溶液中有效成分的结构和性质的稳定。

步骤(3)中，聚乙烯醇和水的质量体积比为6g/100ml。

步骤(4)中，加热的温度为50～65℃，搅拌采用磁力搅拌，搅拌的时间为1.5～2.5h，优选为2h。

步骤(5)中，冷冻的温度为-90～-70℃，优选为-80℃，冷冻的时间为7.5～8.5h，优选为8h，冻干的时间为11～13h，优选为12h，交联的时间为1～2h，为了保持材料的形态，需先冷冻再冻干，两步分开进行。

步骤(5)中，多聚甲醛溶液的质量体积比为4g/100ml。

众所周知，天然骨基质主要包括骨胶原、无机盐以及生物活性因子等。其中骨胶原是骨组织形成的支架；无机盐主要以羟基磷灰石的结晶形式分布于骨的有机质中，是骨组织矿化沉积的重要物质；活性因子含量虽少，却参与调节骨组织相关细胞的生物学行为。该三大类成分，在骨组织的形成和矿化过程中均发挥了重要的作用，三者协同，缺一不可。若人工骨再生的修复材料能模拟骨基质中的三大类成分，并负载具有成骨活性的干细胞，通过各组成分的相互作用，可望有效增强材料的成骨诱导活性，利于骨组织的矿化，最终实现骨缺损的再生修复。

明胶是一种天然胶原蛋白经部分水解后得到的高分子多肽聚合物，作为大分子亲水胶体，具有热可逆性，温度高于37℃，冷却后成胶，植入体内1-2周开始降解，降解速度太快且力学强度不高影响了其在骨组织生物学中的应用。壳聚糖是甲壳质的部分脱乙酰化产物，它由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过p1，4糖苷链相互连接而成聚合物，它本身具有的阳性离子性质，可以吸引负电荷的大分子聚集在支架内，即利于负载生长因子，并且它是非水溶性，植入体内3月后才开始降解。聚乙烯醇(PVA、医用级)是一种极安全的高分子有机物，对人体无毒，无副作用，生物相容性良好，具有一定的水溶性，具有一定的降解性(植入体内1.5-2.5月降解)，聚乙烯醇能够显著改善支架材料的机械性能，增大材料的压缩强度和弹性模量，同时通过控制加入聚乙烯醇的量能够调节支架材料降解速率使其与骨缺损的修复进程相适配。纳米羟基磷灰石作为天然骨组织中的主要无机成分，能够显著改善复合材料的机械性能，同时其缓慢释放的钙、磷离子可促进有效成骨细胞的分化及功能，利于骨组织的矿化。

最终本发明值得的支架材料具有淡白色多孔支架外观，孔隙率为70～80％，，压缩强度达到了1.16～1.71Mpa，弹性模量达到了1.70～3.73Mpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)本发明的支架材料为明胶-壳聚糖基支架材料，生物相容性良好，在明胶和壳聚糖中加入聚乙烯醇后能够有效改善复合材料的力学强度。

(2)材料中采用的纳米羟基磷灰石是天然骨组织中的无机成分，且其能够稳定持续释放钙、磷离子，促进骨髓干细胞的成骨分化。

(3)材料能够平衡力学强度，孔隙率，降解速率等多种因素，保证支架材料能够与生物体内的成骨过程相适配。

(4)制备方法简单。

附图说明

图1为骨组织工程支架材料的结构示意图；

图2为实施例1制得的骨组织工程支架材料的实物图；

图3为实施例1制得的骨组织工程支架材料的扫描电镜图片；

图4为实施例1制得的支架材料中纳米羟基磷灰石的扫描电镜图片；

图5为实施例1制得的骨组织工程支架材料的微观图；

图6为实施例1制得的骨组织工程支架材料诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化结果图；

图7为实施例1制得的骨组织工程支架材料诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨结果；

图8为实施例1制得的骨组织工程支架材料应用在大鼠颅骨缺损模型修复中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，为明胶-壳聚糖基支架材料，包括明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石，明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石的质量比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(3～6):(1～7)，其中，支架材料中还包含醋酸和多聚甲醛，明胶的凝胶强度为≥250bloom g，壳聚糖的脱乙酰度≥95％，壳聚糖的粘度为100～200mpa·s，聚乙烯醇的聚合体相对分子质量为25000～35000。

一种如上述所述的骨组织工程支架材料的合成方法，包括以下步骤：

(1)取明胶和水混合50～65℃下加热进行溶解，形成明胶溶液，明胶溶液置于≤4℃的温度下备用，明胶和水的质量体积比为1g/10ml；

(2)取壳聚糖、水和醋酸溶液在室温下混合进行溶解，形成壳聚糖的悬浊液，壳聚糖的悬浊液置于≤4℃的温度下备用，壳聚糖和醋酸溶液的质量体积比为1g/20ml，醋酸溶液的体积分数为2％；

(3)取聚乙烯醇和水90～95℃加热进行溶解，形成聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液置于≤4℃的温度下备用，聚乙烯醇和水的质量体积比为6g/100ml；

(4)将明胶溶液、壳聚糖的悬浊液和聚乙烯醇溶液混合50～65℃下加热进行溶解，后加入纳米羟基磷灰石磁力搅拌1.5～2.5h再冷却至室温，得到材料前驱体溶液；

(5)将材料前驱体溶液-90～-70℃下冷冻7.5～8.5h再冻干11～13h，后加入质量体积比为4g/100ml的多聚甲醛溶液进行交联1～2h，再重复冻干得到所述骨组织工程支架材料。

实施例1

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，如图1所示，有效成分包括明胶(gel)、壳聚糖(cs)、聚乙烯醇(pva)和纳米羟基磷灰石(nHA)。本材料成分和结构上模拟天然骨组织，所述各有效组分的质量比(w/w)为2:2:3:1(明胶：壳聚糖：聚乙烯醇：纳米羟基磷灰石)，加入可挥发交联剂后，最终形成能够有效促进骨缺损修复的多孔复合支架结构。

上述治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其合成方法包括以下几个步骤：

(1)明胶溶液制备：称取一定量明胶(gel)(该明胶的凝胶强度为250bloom g)，加入适量蒸馏水，确保质量体积比(w/v)为1g/10ml后放入65℃水浴锅中溶解成淡黄色粘稠液体，后放入4℃冰箱，备用；

(2)壳聚糖溶液制备：称取一定量壳聚糖(cs)(该壳聚糖的脱乙酰度为95％，壳聚糖的粘度为200mpa·s)，加入适量蒸馏水，室温下缓慢滴入醋酸溶液助溶，确保质量体积比(w/v)为1g/20ml后搅拌形成悬浊液，充分溶解呈淡黄色透明粘稠液体后静置过夜，放入4℃冰箱，备用；

(3)聚乙烯醇溶液制备：称取一定量聚乙烯醇(pva)(该聚乙烯醇的聚合体相对分子质量为31000)，加入适量蒸馏水，确保质量体积比为6g/100ml后放入95℃水浴锅，反复震荡溶解后形成无色透明粘稠液体，后放入4℃冰箱，备用；

(4)将明胶溶液，壳聚糖溶液及聚乙烯醇溶液混合，使得三者有效成分质量比为2:2:3，置于65℃水浴锅中溶解，充分溶解后加入纳米羟基磷灰石(nHA)，使四者质量比gel：cs：pva：nHA＝2:2:3:1，磁力搅拌2h后冷却至室温；

(5)上述混合溶液在-80℃冷冻8h后，放入冻干机冻干12h，得到多孔支架材料，加入4％多聚甲醛溶液交联2h，后重复一次上述冻干过程，最终得到所述骨组织工程支架材料，该材料的微观结构示意图如图1所示，明胶、壳聚糖及聚乙烯醇三者构成有一定力学强度且降解速率适当的多孔三维支架结构(具体结构的微观电镜图可如图3、4所示)，羟基磷灰石作为促进成骨的活性因子，均匀分布在上述基质当中，同时进一步增强支架材料的机械性能。该材料的实物尺寸如图2所示，比例尺为1cm，该材料的微观图如图3、4、5所示，可看到该材料的孔隙率非常高，为76.37％，孔径为200um，纳米羟基磷灰石的粒径为10nm(如图4所示)。通过万能力学测试仪测量该材料的压缩强度为1.18Mpa，弹性模量为2.11Mpa，溶胀比为5.82，将该材料在5ml磷酸盐缓冲液中浸泡7d后材料的PH保持在6.9左右，在磷酸盐缓冲液中浸泡4周后该支架材料的剩余质量仍有原始质量的65.27％。在使用时，可直接将本材料放入大鼠颅骨的骨缺损区域，如图8所示，可通过周围***进行缝扎固定或通过黏膜缝合压迫固定。

将本实施例制得的骨组织工程支架材料用于诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化，图中MB-HA12.5％(12.5％表示羟基磷灰石的质量占支架材料总质量的百分比，下同)为本实施例，结果见图6，纵坐标为成骨相关基因Runx2表达水平(下同)，MB-HA12.5％的Runx2表达水平为0.009，可见本实施例相较于其他组，成骨相关基因Runx2表达水平显著增强，图7是具体的分化结果实物图。

实施例2

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，采用的合成方法中除了gel：cs：pva：nHA＝2:2:3:7之外，其余均与实施例1相同，得到的材料记为MB-HA50％，得到的材料通过万能力学测试得到材料的压缩强度为1.71Mpa，弹性模量为3.73Mpa，溶胀比为4.05，材料的孔隙率为71％，材料的孔径为100um，纳米羟基磷灰石的粒径为10～100nm，将本实施例制得的MB-HA50％用于诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化，结果如图6所示，MB-HA50％的Runx2表达水平为0.0046。

实施例3

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，采用的合成方法中除了交联时间为1h之外，其余均与实施例1相同，得到的材料通过万能力学测试得到材料的压缩强度为1.16Mpa，弹性模量为1.70Mpa，溶胀比为6.33，在5ml磷酸盐缓冲液中浸泡7d后材料的PH保持在6.8左右，材料的孔隙率为73％，材料的孔径为150um，纳米羟基磷灰石的粒径为10～100nm。

实施例4

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其合成方法包括以下几个步骤：

(1)明胶溶液制备：称取一定量明胶(gel)(该明胶的凝胶强度为300bloomg)，加入适量蒸馏水，确保质量体积比(w/v)为1g/10ml后放入50℃水浴锅中溶解成淡黄色粘稠液体，后放入2℃冰箱，备用；

(2)壳聚糖溶液制备：称取一定量壳聚糖(cs)(该壳聚糖的脱乙酰度为97％，壳聚糖的粘度为200mpa·s)，加入适量蒸馏水，室温下缓慢滴入醋酸溶液助溶，确保质量体积比(w/v)为1g/20ml后搅拌形成悬浊液，充分溶解呈淡黄色透明粘稠液体后静置过夜，放入2℃冰箱，备用；

(3)聚乙烯醇溶液制备：称取一定量聚乙烯醇(pva)(该聚乙烯醇的聚合体相对分子质量为35000)，加入适量蒸馏水，确保质量体积比为6g/100ml后放入90℃水浴锅，反复震荡溶解后形成无色透明粘稠液体，后放入2℃冰箱，备用；

(4)将明胶溶液，壳聚糖溶液及聚乙烯醇溶液混合，使得三者有效成分质量比为1.5:1.5:4，置于65℃水浴锅中溶解，充分溶解后加入纳米羟基磷灰石(nHA)，使四者质量比gel：cs：pva：nHA＝1.5:1.5:4:1，磁力搅拌2.5h后冷却至室温；

(5)上述混合溶液在-70℃冷冻8.5h后，放入冻干机冻干11h，得到多孔支架材料，加入4％多聚甲醛溶液交联1.5h，后重复一次上述冻干过程，最终得到所述骨组织工程支架材料。得到的材料具有优异的压缩强度和弹性模量，在磷酸盐缓冲液中浸泡7d后材料的PH保持在6.9左右。

实施例5

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其合成方法包括以下几个步骤：

(1)明胶溶液制备：称取一定量明胶(gel)(该明胶的凝胶强度为350bloomg)，加入适量蒸馏水，确保质量体积比(w/v)为1g/10ml后放入60℃水浴锅中溶解成淡黄色粘稠液体，后放入2℃冰箱，备用；

(2)壳聚糖溶液制备：称取一定量壳聚糖(cs)(该壳聚糖的脱乙酰度为95％，壳聚糖的粘度为300mpa·s)，加入适量蒸馏水，室温下缓慢滴入醋酸溶液助溶，确保质量体积比(w/v)为1g/20ml后搅拌形成悬浊液，充分溶解呈淡黄色透明粘稠液体后静置过夜，放入2℃冰箱，备用；

(3)聚乙烯醇溶液制备：称取一定量聚乙烯醇(pva)(该聚乙烯醇的聚合体相对分子质量为25000)，加入适量蒸馏水，确保质量体积比为6g/100ml后放入93℃水浴锅，反复震荡溶解后形成无色透明粘稠液体，后放入2℃冰箱，备用；

(4)将明胶溶液，壳聚糖溶液及聚乙烯醇溶液混合，使得三者有效成分质量比为2.5:2.5:6，置于60℃水浴锅中溶解，充分溶解后加入纳米羟基磷灰石(nHA)，使四者质量比gel：cs：pva：nHA＝2.5:2.5:6:3，磁力搅拌1.5h后冷却至室温；

(5)上述混合溶液在-90℃冷冻7.5h后，放入冻干机冻干13h，得到多孔支架材料，加入4％多聚甲醛溶液交联1.5h，后重复一次上述冻干过程，最终得到所述骨组织工程支架材料。得到的材料具有优异的压缩强度和弹性模量，在磷酸盐缓冲液中浸泡7d后材料的PH保持在7.2左右。

对比例1

使用市售成骨诱导培养基(cyagen，HUXMA-90021)用于诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化，记为control，结果如图6所示，control的Runx2表达水平为0.0026，图7是具体的分化结果实物图，可看到，MB-HA12.5％产生明显的钙化结节，而control组则未见明显结节产生。

对比例2

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，采用的合成方法中除了gel：cs：pva：nHA＝2:2:3:0之外，其余均与实施例1相同，得到的材料记为MB，将本实施例制得的MB用于诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化，结果如图6所示，MB的Runx2表达水平为0.0026，图7是具体的分化结果实物图，可看到，MB-HA12.5％产生明显的钙化结节，而MB组则未见明显结节产生。

对比例3

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，采用的合成方法中除了gel：cs：pva：nHA＝2:2:3:0.0529外，其余均与实施例1相同，得到的材料记为MB-HA0.75％，将本实施例制得的MB-HA0.75％用于诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化，结果如图6所示，MB-HA0.75％的Runx2表达水平为0.0026。

对比例4

一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，采用的合成方法中除了gel：cs：pva：nHA＝2:2:3:0.2165之外，其余均与实施例1相同，得到的材料记为MB-HA3％，将本实施例制得的MB-HA3％用于诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨方向分化，结果如图6所示，MB-HA3％的Runx2表达水平为0.0026。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其特征在于，所述支架材料为明胶-壳聚糖基支架材料，包括明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石，明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石的质量比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(3～6):(1～7)。

2.根据权利要求1所述的一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其特征在于，明胶、壳聚糖、聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石的质量比为2:2:3:(1～7)。

3.根据权利要求1所述的一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其特征在于，所述明胶的凝胶强度≥250bloom g，壳聚糖的脱乙酰度≥95％，壳聚糖的粘度为100～200mpa·s，聚乙烯醇的聚合体相对分子质量为25000～35000。

4.根据权利要求1所述的一种治疗颌面部骨缺损的骨组织工程支架材料，其特征在于，所述支架材料的空隙率为70～85％，孔径为100～200um，纳米羟基磷灰石的粒径为10～100nm。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的骨组织工程支架材料的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：

(1)取明胶和水混合加热进行溶解，形成明胶溶液；

(2)取壳聚糖、水和醋酸溶液混合进行溶解，形成壳聚糖的悬浊液；

(3)取聚乙烯醇和水加热进行溶解，形成聚乙烯醇溶液；

(4)将明胶溶液、壳聚糖的悬浊液和聚乙烯醇溶液混合加热进行溶解，后加入纳米羟基磷灰石搅拌再冷却至室温，得到材料前驱体溶液；

(5)将材料前驱体溶液冷冻再冻干，后加入多聚甲醛溶液进行交联，再重复冻干得到所述骨组织工程支架材料。

6.根据权利要求5所述的一种骨组织工程支架材料的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，加热的温度为50～65℃，明胶溶液置于≤4℃的温度下备用。

7.根据权利要求5所述的一种骨组织工程支架材料的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，在室温下混合溶解，壳聚糖的悬浊液置于≤4℃的温度下备用。

8.根据权利要求5所述的一种骨组织工程支架材料的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，加热的温度为90～95℃，聚乙烯醇溶液置于≤4℃的温度下备用。

9.根据权利要求5所述的一种骨组织工程支架材料的合成方法，其特征在于，步骤(4)中，加热的温度为50～65℃，搅拌采用磁力搅拌，搅拌的时间为1.5～2.5h。

10.根据权利要求5所述的一种骨组织工程支架材料的合成方法，其特征在于，步骤(5)中，冷冻的温度为-90～-70℃，冷冻的时间为7.5～8.5h，冻干的时间为11～13h，交联的时间为1～2h。

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