纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料
阅读：715发布：2021-11-14
专利汇可以提供纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 生物 医药领域，具体涉及一种用作骨头或 牙齿 的修复及植入材料的羟基 磷酸 钙 / 水 凝胶材料。本发明为解决 现有技术 中的牙植入体与牙骨间没有形成很强的结合界面等牙或 骨修复 中存在的问题，提供一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特点是，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上。该纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料为在宏观形态与微观结构方面都与人体自身材料高度相近或一致的骨科与牙科材料， 生物相容性 较强。这些材料可用于牙齿或骨头的修复材料，填充材料，生物 支架 材料。，下面是纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料专利的具体信息内容。
1.一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
(1)配制质量浓度为1-5％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为3-8％的戊二醛水溶液，配制浓度为10-300ug/mL的多肽水溶液，
(2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1-0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，
(3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5-8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.5-1.5克三羟甲基氨基甲烷和6-10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为
7.0-8.0，
(4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成
0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合搅拌，(5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24-48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
2.一种如权利要求1所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
(1)配制质量浓度为1-3％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为4-6％的戊二醛水溶液，配制浓度为150-250μg/ml的多肽水溶液，
(2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1-0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，
(3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6-7克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.6-1.2克三羟甲基氨基甲烷和8-9克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为
7.2-7.4，
(4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成
0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，
(5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24-36小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
3.一种如权利要求1所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
(1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为5％的戊二醛水溶液，配制浓度为200ug/ml的多肽水溶液，
(2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1-0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，
(3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6.61克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)，0.97克三羟甲基氨基甲烷和8.77克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
(4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成
0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，
(5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
4.一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
(1)配制质量浓度为1-5％的水凝胶水溶液，配制浓度为10-300ug/mL的多肽水溶液，(2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的两种水溶液按照体积比为1∶1的比例混合，在常温下搅拌1-10分钟，然后将混合物置于载体上，室温下干燥24-48小时，然后在
80℃-100℃的温度下真空干燥，
(3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5-8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.5-1.5克三羟甲基氨基甲烷和6-10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为
7.0-8.0，
(4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成
0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合搅拌，(5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24-48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
5.如权利要求1、2、3或4所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，所述水凝胶为胶原、明胶、聚乙烯醇、海藻酸或其中至少两种的组合物；所述多肽为骨头含有的骨桥蛋白(osteopontin，OPN)、牙齿含有的磷蛋白(phosphophoryn)或其片段；或，所述多肽为富含天冬氨酸、谷氨酸、磷酸化或硫酸化的丝氨酸/酪氨酸的多肽，其中，所述的天冬氨酸、谷氨酸、磷酸化或硫酸化的丝氨酸/酪氨酸的总和占多肽的重量百分比为10-90％；
或，所述多肽为聚天门冬氨酸，聚谷氨酸、聚硫酸化的丝氨酸/酪氨酸。
6.如权利要求1、2、3或4所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，所述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.0001-5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
7.一种牙种植体，包括钛合金基，其特征在于，所述钛合金基上设置有权利要求1至6之一所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其制备方法中，步骤(1)不变，步骤(2)制备水凝胶底物的过程包括将混合物喷涂到钛合金基上，室温下快速干燥后再置于90℃至
100℃热处理5至15分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为1um-3mm，该过程中的其它内容不变；步骤(3)至步骤(5)不变。
8.一种牙种植体，包括钛合金基，其特征在于，所述钛合金基上设置有权利要求1至6之一所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料；其制备方法中，步骤(1)不变，步骤(2)制备水凝胶底物的过程包括用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-8℃至-10℃下冷冻到钛合金基上，在-10℃至-60℃下冷冻真空升华干燥6-8小时，所制得的水凝胶的厚度为0.01mm至5mm，该过程中的其它内容不变；步骤(3)至步骤(5)不变。
9.一种补钙营养品，其特征在于，所述营养品主要含有权利要求1至6之一所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
10.一种骨科或齿科生物填充/支架材料，其特征在于，所述材料主要含有权利要求1至6之一所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料
技术领域
背景技术
[0002] 据有关资料统计，我国人口龋齿发病率为37％，平均每人有龋齿2.47颗，用来修补龋齿的充填材料需求量很大，预计年需求量在1吨左右。但是，目前使用的齿科填充材料均不能促进牙组织的快速修复。
[0003] 对于掉落的龋齿，通常是安装人工牙根。人工牙根又称牙种植体，是通过外科手术将其植入人体缺牙部位的颌骨内，愈合后在其上部修复假牙的装置。牙种植体按其材料不同，大体上可分为五种类型，即(1)金属与合金材料类：包括金、316L不锈钢(铁-铬-镍合金)、铸造钴铬钼合金、钛及其合金等。(2)陶瓷材料类：包括生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷、生物降解性陶瓷等。(3)碳素材料类：包括玻璃碳、低温各向同性碳等。(4)高分子材料类：包括丙烯酸酯类、聚四氟乙烯类、聚砜等。(5)复合材料类，即上述两种或两种以上材料的复合，如金属表面喷涂陶瓷等。目前牙种植体常用的材料金属类主要是纯钛及钛合金，钛金属比重轻，强度高，无磁性，收缩性小，化学性质稳定，具有极佳的耐腐蚀性和与周围的生物组织的相容性。虽然钛合金具有较好的生物相容性，但植入体与牙骨间没有形成很强的结合界面。
[0004] 另外，在外科手术中，骨的修复与再生是一个普遍的问题，为了获得理想的骨组织替代材料，人们进行了很多研究，通常是采用羟基磷酸钙与胶原蛋白、明胶、壳聚糖等天然高聚物或聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等人工合成高聚物来制备复合材料。
[0005] 但是这些复合材料都还有不足之处，制备与天然骨结构相似的材料，提高其生物相容性是骨组织工程研究的重点。
[0006] 我们的研究发现，生物体的矿物化是在多种因素的共同影响下协同完成的。拿骨矿物化为例，骨细胞在生长因子的指引下，在两种蛋白：(1)不溶于水的骨架蛋白(象胶原蛋白是人骨的骨架)；(2)水溶性蛋白(如，骨头内含有骨桥蛋白(osteopontin，OPN)，牙齿内含用磷蛋白(phosphophoryn))的共同控制下有序完成的。传统的理论观念则忽略了水溶性蛋白的作用。我们还发现水溶性蛋白不是全部均匀分布在矿物化液相中的，其中大部分与骨架蛋白相互作用而吸附在骨架蛋白上。被吸附的异相水溶性蛋白通过离子键吸附矿物化离子，象Ca/Mg离子等，从而有效地提高了局部粒子对碳酸钙/磷酸钙(Ca·CO3/Ca·P)的过饱和度，提高了钙离子、碳酸根离子及/或磷酸根离子的过饱和度。由于这是一个动力学控制的过程，大量的水分子也被卷入其中，从而形成液相矿物质前躯体。液相矿物质前躯体随后在骨架蛋白控制下逐步失水，通过经典的异相成核原理(epitaxy)转化成晶体。
发明内容
[0007] 有鉴于此，本发明模仿生物矿物化过程，通过用水溶性蛋白对生物可降解组织支架进行本体与表面改性，并通过仿生矿物化过程(类似于人体牙齿与骨头形成的条件)矿物化支架，提供一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，该材料是在宏观形态与微观结构方面都与人体自身材料高度相近或一致的骨科与牙科材料，这些材料可用与植牙、植骨材料，支架材料以及活性填充材料。
[0008] 为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0009] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，它的特点是，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0011] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，然后将混合物置于载体上(如玻璃片上)，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1-0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，
[0012] 上述相分离技术为常用的热致凝胶化、乳化/冷冻干燥、固液相分离等几种相分离技术。
[0013] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5-8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.5-1.5克三羟甲基氨基甲烷和6-10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，三羟甲基氨基甲烷盐酸盐用于调节该缓冲液的PH值，PH最佳为7.2-7.4，[0014] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合搅拌，[0015] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24-48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0016] 优选的，本发明提供一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，它的特点是，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0017] (1)配制质量浓度为1-3％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为4-6％的戊二醛水溶液，配制浓度为150-250μg/ml的多肽水溶液，
[0018] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1-0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，
[0019] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6-7克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.6-1.2克三羟甲基氨基甲烷和8-9克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0020] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，
[0021] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24-36小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0022] 进一步优选的，本发明提供一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其特征在于，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0023] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为5％的戊二醛水溶液，配制浓度为200ug/ml的多肽水溶液，
[0024] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1-0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，
[0025] (3)配制三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲液：将6.61克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)，0.97克三羟甲基氨基甲烷(Tris)和8.77克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0026] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合，在常温下搅拌0.5-10分钟，
[0027] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0028] 本发明还提供一种纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，它的特点是，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0029] (1)配制质量浓度为1-5％的水凝胶水溶液，配制浓度为10-300ug/mL的多肽水溶液，
[0030] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的两种水溶液按照体积比为1∶1的比例混合，在常温下搅拌1-10分钟，然后将混合物置于载体上，室温下干燥24-48小时，然后在80℃-100℃的温度下真空干燥，
[0031] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5-8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.5-1.5克三羟甲基氨基甲烷和6-10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，优选的，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0032] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002-0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶X(X＝0-6)的比例相混合搅拌，[0033] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24-48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0034] 水凝胶，以水为分散介质的凝胶。具有交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团而形成能遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类。天然的亲水性高分子包括多糖类(淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸，壳聚糖等)和多肽类(胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等)。合成的亲水高分子包括聚乙烯醇、丙烯酸及其衍生物类(聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚N-聚代丙烯酰胺等)。
[0035] 上述水凝胶优选为胶原、明胶、聚乙烯醇、海藻酸或其中至少两种的组合物；所述多肽为骨头含有的骨桥蛋白(osteopontin，OPN)、牙齿含有的磷蛋白(phosphophoryn)或其片段；或，所述多肽可以富含酸性基团，可以为富含天冬氨酸、谷氨酸、磷酸化或硫酸化的丝氨酸/酪氨酸的多肽，其中，所述的天冬氨酸、谷氨酸、磷酸化或硫酸化的丝氨酸/酪氨酸的总和占多肽的重量百分比为10-90％；或，所述多肽为聚天门冬氨酸，聚谷氨酸、聚硫酸化的丝氨酸/酪氨酸。
[0036] 为进一步加快牙齿或骨头的快速修复，上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.0001-5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。促进成骨细胞繁殖的或促进骨头形成的小分子化合物包括国际公布号为WO2010017472A1的国际申请中公布的可促进骨细胞繁殖的小分子化合物，还包括下述结构的化合物：
[0037]
[0039] 促进成骨细胞繁殖的或促进骨头形成的小分子化合物还包括薯蓣皂苷元、苦杏仁苷等其它的现有已知的小分子化合物。
[0040] 本发明还提供一种牙种植体，包括钛合金基，它的特点是，所述钛合金基上设置有本发明提供的上述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其制备方法中，步骤(1)不变，步骤(2)制备水凝胶底物的过程包括将混合物喷涂到钛合金基上，室温下快速干燥(如通过真空干燥)后再置于90℃至100℃热处理5至15分钟，所制得的水凝胶是二维的，是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为1um-3mm，该过程中的其它内容不变；步骤(3)至步骤(5)不变。
[0041] 本发明还提供一种牙种植体，包括钛合金基，它的特点是，所述钛合金基上设置有本发明提供的上述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料；其制备方法中，步骤(1)不变，步骤(2)制备水凝胶底物的过程包括用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-8℃至-10℃下冷冻到钛合金基上，在-10℃至-60℃下冷冻真空升华干燥6-8小时，所制得的水凝胶为三维骨架，其厚度为0.01mm至5mm，该过程中的其它内容不变；步骤(3)至步骤(5)不变。
[0042] 本发明还提供一种补钙营养品，它的特点是，所述营养品主要含有本发明提供的上述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0043] 本发明还提供一种骨科或齿科生物填充/支架材料，它的特点是，所述填充材料主要含有本发明提供的上述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0044] 与现有技术相比，本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其中，水凝胶是微米至毫米级的孔状二维或三维材料，三维材料孔相互连通，孔径为：1微米到3毫米；沉积在水凝胶上的羟基磷酸钙为三维连通孔状羟基磷酸钙，孔径为50-1000nm，孔壁厚为
30-80纳米。该材料是在宏观形态与微观结构方面都与人体自身材料高度相近或一致的骨科与牙科材料，生物相容性较强。这些材料可用于牙齿或骨头的修复材料，填充材料，生物支架材料。
30-80纳米。该材料是在宏观形态与微观结构方面都与人体自身材料高度相近或一致的骨科与牙科材料，生物相容性较强。这些材料可用于牙齿或骨头的修复材料，填充材料，生物支架材料。
[0045] 与现有技术相比，本发明提供的补钙营养品，由于其羟基磷酸钙为三维连通孔状羟基磷酸钙，孔径为50-1000nm，孔壁厚为30-80纳米，所以，营养成份更易被人体吸收。
[0046] 与现有技术相比，本发明提供的牙种植体，由于其钛合金基上设置有二维或三维的本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，所以，牙组织能鸲快速的修复，并且，植入体与牙骨间形成了较强的结合界面。
[0048] 图1为矿物化火鸡肌腱的示意图：(A)火鸡肌腱被沿长度方向横向解剖开，(B)为在非活性多肽条件下的横截面电镜图，(C)为在非活性多肽条件下的纵截面电镜图，(D)为本发明的在活性多肽条件下的横截面电镜图，(E)为本发明的在活性多肽条件下的纵截面电镜图，
[0049] 图2(A)为本发明的矿物化胶原蛋白纤维网的扫描电镜图，(B)为本发明的矿物化胶原蛋白纤维网的透射电镜图；
[0050] 图3(A)为本发明的连续的微米多孔羟基磷酸钙沉积在多肽改性的水凝胶材料上的电镜扫描图，(B)为本发明的致密连续的羟基磷酸钙沉积在多肽改性的水凝胶材料上的电镜扫描图，(C)为本发明的连续的纳米多孔网状羟基磷酸钙沉积在多肽改性的水凝胶材料上的电镜扫描图；
[0052] 图5(A)为本发明的将水凝胶材料设置于牙种植体的钛合金基上的结构示意图，(B)为本发明的羟基磷酸钙沉积后的水凝胶材料结构示意图。
[0053] 附图标记说明
[0054] 101、肌腱弹性蛋白保护皮层：矿物液相前躯体没法渗入
[0055] 102、肌腱横截面：矿物液相前躯体由此渗入
[0056] 103、肌腱纵截面：矿物化后将用电镜分析
[0057] 201、羟基磷酸钙晶体
[0058] 501、螺丝
[0059] 502、齿冠盖
[0060] 503、钛合金基
[0061] 504、水凝胶材料形成的二维或三维骨架
[0062] 505、羟基磷酸钙沉积后的水凝胶骨架
具体实施方式
[0063] 实施例中所用的水凝胶材料，如明胶、胶原、海藻酸等；骨桥蛋白(osteopontin，OPN)、磷蛋白(phosphophoryn)等多肽均为市场上销售的常用产品；
[0064] 实施例中所用的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、氯化钙、磷酸氢二钾、戊二醛、氯化钠为分析纯。
[0066] 如图1所示：(A)火鸡肌腱被沿长度方向横向解剖开。肌腱的周边为弹性蛋白101所包裹，矿物液相前躯体没法由此渗入，而只能从横截面102渗入。(B)和(C)为没有活性多肽的条件下的电镜图，如(B)所示，在没有非活性多肽的条件下，由于没有液相前躯体生成，矿物质只能在横截面上无规则沉积，而不能有效渗入纵截面(C)。相反，在活性多肽，如骨桥蛋白存在时，液相矿物质前躯体不但能以精细质态覆盖横截面，如(D)所示，形成与人骨类似的矿物质包裹胶原蛋白纤维，而且能有效渗入纵截面，如(E)所示，形成致密的矿物质包裹的胶原蛋白纤维，而不是零星的无规则沉积。这不但极大地提高了矿物质的密度，而且由于矿物质与胶原蛋白间形成了的极强的相互作用力而极大地提高了材料整体的强度，从而在宏观与微观上都更接近于生物体自身的骨骼材料，可作为人造骨质移植于人体内。
[0067] 如图2所示，(A)扫描电镜：羟基磷酸钙将胶原蛋白纤维包裹在内，矿物化支架为胶原蛋白纤维网。电镜结果表明本发明制备的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料与人骨的形貌一样。(B)透射电镜图(Dark field TEM)：透射电镜结果表明本发明制备的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料与人骨具有相同的微观结构，即羟基磷酸钙晶体的中心晶轴(C轴)与胶原蛋白纤维的长轴平行。
[0068] 如图3所示，(A)连续的微米多孔羟基磷酸钙沉积在多肽改性的水凝胶材料上。(B)致密连续的羟基磷酸钙沉积在多肽改性或未经多肽改性的水凝胶材料上。(C)连续的纳米多孔网状羟基磷酸钙沉积在多肽改性的水凝胶材料上。通过对水凝胶材料进行多肽改性，本发明获得了不同密度与形态的羟基磷酸钙。由于不同部位的人骨密度不一样，本发明可以合成合适密度与形貌的羟基磷酸钙以用于填充或移植在不同密度的人骨内。多孔网状羟基磷酸钙可用作骨细胞生长骨架，而不需额外添加生长因子。不同密度与形态的羟基磷酸钙由多种因素决定，如，与水凝胶的种类，水凝胶是否被改性，被何种多肽改性，矿物化溶液中所添加的蛋白、多肽或仿蛋白高分子的序列结构以及其浓度等均有关系。如，聚天冬氨酸与无改性的水凝胶可产生致密的羟基磷酸钙(无孔)，如图3(B)所示。
[0069] 如图4所示：(A)固体自由成型。固体自由成型(solid free-form，SFF)技术也被称为快速原型输入法(Rapid Protyping)。其基本原理是挤出机或喷射机直接在计算机数字模型操控下一层一层地建立三维物理模型。这些数字模型来自CAD建模，三维重建CT/MRI图像或三维物体数字化系统。在挤压/喷射过程中，由计算机控制的喷嘴挤出材料长丝或喷射液滴材料沉积到一个平台上，一层层地堆栈出一个三维对象。(B)多喷嘴沉积制造系统示意图。溶于水或溶剂中的水凝胶材料在沉积到平台上会立刻被冻结，三维骨架将会稳定而暂时不会被破坏。随后三维骨架被冷冻干燥，从而获得稳定的三维骨架(C)。在这个支架制造过程中，促进矿物前躯体的蛋白、骨细胞生长因子、促进成骨细胞繁殖的或促进骨头形成的小分子化合物以及抗感染药等能很方便的添加到支架材料里，形成一个再生组织工程体系。
[0070] 如图5所示，本发明提供的一种牙种植体，包括钛合金基503作为承重基体，其上部刻有螺纹501，可旋上齿冠盖502(齿冠盖可以在以后必要时更换)；如图(A)所示，其下部的外表面，首先采用喷涂方法或图4所示的冷冻方法设置未矿物化的水凝胶材料，形成二维或三维骨架504，随后再通过本发明的仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积于水凝胶材料上形成骨架505，如图(B)所示。羟基磷酸钙增强了水凝胶骨架，同时保留了三维水凝胶骨架的连通孔状结构。这样成骨细胞能在最短的时间内修复移植体与牙骨间的生物界面，将牙种植体稳固下来而不会折损用于固定移植体的邻牙。
[0071] 实施例1
[0072] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0073] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为3％的戊二醛水溶液，配制浓度为10ug/mL的多肽水溶液，
[0074] 上述水凝胶为胶原；上述多肽为骨头含有的骨桥蛋白(osteopontin，OPN)；所述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.0001％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0075] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例混合，在常温下搅拌0.5分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1M的甘氨酸溶液浸泡6小时以除去游离的戊二醛，[0076] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.5克三羟甲基氨基甲烷和6克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0077] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶0的比例相混合搅拌(即，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌)，
[0078] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0079] 实施例2
[0080] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0081] (1)配制质量浓度为5％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为8％的戊二醛水溶液，配制浓度为300ug/mL的多肽水溶液，
[0082] 上述水凝胶为明胶；上述多肽为牙齿含有的磷蛋白(phosphophoryn)或其片段；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0083] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例混合，在常温下搅拌10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.3M的甘氨酸溶液浸泡10小时以除去游离的戊二醛，[0084] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.5克三羟甲基氨基甲烷和10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0085] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶6的比例相混合搅拌，
[0086] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0087] 实施例3
[0088] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0089] (1)配制质量浓度为3％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为6％的戊二醛水溶液，配制浓度为150ug/mL的多肽水溶液，
[0090] 上述水凝胶为胶原和明胶的组合物，胶原和明胶的重量比例为1∶3；上述多肽为富含天冬氨酸的多肽，其中，所述的天冬氨酸的总和占多肽的重量百分比为10％；所述水凝胶材料中添加有质量百分比为2.5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0091] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例混合，在常温下搅拌6分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.2M的甘氨酸溶液浸泡8小时以除去游离的戊二醛，
[0092] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1克三羟甲基氨基甲烷和8克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0093] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.004mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶3的比例相混合搅拌，
[0094] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置36小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0095] 实施例4
[0096] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0097] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为8％的戊二醛水溶液，配制浓度为300ug/mL的多肽水溶液，
[0098] 上述水凝胶为聚乙烯醇；上述多肽为骨头含有的骨桥蛋白(osteopontin，OPN)的片段；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.001的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0099] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例混合，在常温下搅拌9分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.3M的甘氨酸溶液浸泡10小时以除去游离的戊二醛，
[0100] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.5克三羟甲基氨基甲烷和10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0101] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，
[0102] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0103] 实施例5
[0104] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0105] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为4％的戊二醛水溶液，配制浓度为150μg/ml的多肽水溶液，
[0106] 上述水凝胶为海藻酸；上述多肽为富含谷氨酸的多肽，其中，所述的谷氨酸的总和占多肽的重量百分比为10％；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.01％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0107] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1M的甘氨酸溶液浸泡6小时以除去游离的戊二醛，[0108] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.6克三羟甲基氨基甲烷和8克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，[0109] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶0的比例相混合(即，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌)，在常温下搅拌0.5分钟，
[0110] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0111] 实施例6
[0112] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0113] (1)配制质量浓度为3％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为6％的戊二醛水溶液，配制浓度为250μg/ml的多肽水溶液，
[0114] 上述水凝胶为明胶和海藻酸的组合物，明胶和海藻酸的重量比例为1∶2；上述多肽为富含磷酸化的丝氨酸的多肽，其中，所述的丝氨酸的总和占多肽的重量百分比为90％；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.01％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0115] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.3M的甘氨酸溶液浸泡10小时以除去游离的戊二醛，[0116] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将7克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.2克三羟甲基氨基甲烷和9克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，[0117] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶6的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，[0118] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置36小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0119] 实施例7
[0120] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0121] (1)配制质量浓度为2％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为5％的戊二醛水溶液，配制浓度为200μg/ml的多肽水溶液，
[0122] 上述水凝胶为海藻酸；上述多肽为富含硫酸化的丝氨酸的多肽，其中，所述的硫酸化的丝氨酸的总和占多肽的重量百分比为50％；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.0005％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0123] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌5分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.2M的甘氨酸溶液浸泡8小时以除去游离的戊二醛，[0124] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6.5克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.0克三羟甲基氨基甲烷和8.5克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0125] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.004mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶3的比例相混合，在常温下搅拌5分钟，[0126] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置30小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0127] 实施例8
[0128] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0129] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为6％的戊二醛水溶液，配制浓度为250μg/ml的多肽水溶液，
[0130] 上述水凝胶为胶原、明胶和海藻酸的组合物，胶原、明胶和海藻酸的重量比例为1∶1∶3；上述多肽为富含硫酸化酪氨酸的多肽，其中，所述的硫酸化的酪氨酸的总和占多肽的重量百分比为30％；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.001％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0131] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.3M的甘氨酸溶液浸泡6-10小时以除去游离的戊二醛，[0132] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将7克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.6克三羟甲基氨基甲烷和8克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，[0133] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，[0134] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置36小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0135] 实施例9
[0136] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0137] (1)配制质量浓度为3％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为4％的戊二醛水溶液，配制浓度为150μg/ml的多肽水溶液，
[0138] 上述水凝胶为胶原、明胶的组合物，胶原、明胶的重量比例为3∶1；上述多肽为富含天冬氨酸和谷氨酸的多肽，其中，所述的天冬氨酸和谷氨酸的总和占多肽的重量百分比为60％；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.005％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0139] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.3M的甘氨酸溶液浸泡10小时以除去游离的戊二醛，[0140] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将7克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.2克三羟甲基氨基甲烷和8克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，[0141] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，[0142] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0143] 实施例10
[0144] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0145] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为5％的戊二醛水溶液，配制浓度为200ug/ml的多肽水溶液，
[0146] 上述水凝胶为明胶和海藻酸的组合物，明胶和海藻酸的重量比例为1∶1；上述多肽为富含磷酸化或硫酸化的丝氨酸/酪氨酸的多肽，其中，所述的磷酸化或硫酸化的丝氨酸/酪氨酸的总和占多肽的重量百分比为70％；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.05％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0147] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌0.5分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.1M的甘氨酸溶液浸泡6小时以除去游离的戊二醛，[0148] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6.61克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)，0.97克三羟甲基氨基甲烷和8.77克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0149] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶0的比例相混合(即，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌)，在常温下搅拌0.5分钟，
[0150] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0151] 实施例11
[0152] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0153] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为5％的戊二醛水溶液，配制浓度为200ug/ml的多肽水溶液，
[0154] 上述水凝胶为胶原、明胶和海藻酸的组合物，胶原、明胶和海藻酸的重量比例为1∶3∶1；上述多肽为聚天门冬氨酸，上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.05％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0155] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.3M的甘氨酸溶液浸泡10小时以除去游离的戊二醛，[0156] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6.61克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)，0.97克三羟甲基氨基甲烷和8.77克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0157] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶6的比例相混合，在常温下搅拌10分钟，[0158] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0159] 实施例12
[0160] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，制备方法包括下述步骤：
[0161] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制质量浓度为5％的戊二醛水溶液，配制浓度为200ug/ml的多肽水溶液，
[0162] 上述水凝胶为聚乙烯醇；上述多肽为聚谷氨酸；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0163] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合，在常温下搅拌5分钟，然后将混合物置于载体上，通过相分离技术制备水凝胶底物，所制备的水凝胶底物用0.2M的甘氨酸溶液浸泡8小时以除去游离的戊二醛，[0164] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6.61克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)，0.97克三羟甲基氨基甲烷和8.77克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，
[0165] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.004mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶3的比例相混合，在常温下搅拌5分钟，[0166] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0167] 实施例13
[0168] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0169] (1)配制质量浓度为1％的水凝胶水溶液，配制浓度为10ug/mL的多肽水溶液，[0170] 上述水凝胶为胶原；上述多肽为骨头含有的骨桥蛋白(osteopontin，OPN)；所述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.0001％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0171] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的两种水溶液按照体积比为1∶1的比例混合，在常温下搅拌1分钟，然后将混合物置于载体上，室温下干燥24小时，然后在80℃的温度下真空干燥，
[0172] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将5克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，0.5克三羟甲基氨基甲烷和6克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0173] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶0的比例相混合搅拌(即，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌)，
[0174] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置24小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0175] 实施例14
[0176] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0177] (1)配制质量浓度为5％的水凝胶水溶液，配制浓度为300ug/mL的多肽水溶液，[0178] 上述水凝胶为明胶；上述多肽为牙齿含有的磷蛋白(phosphophoryn)或其片段；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0179] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的两种水溶液按照体积比为1∶1的比例混合，在常温下搅拌10分钟，然后将混合物置于载体上，室温下干燥48小时，然后在100℃的温度下真空干燥，
[0180] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.5克三羟甲基氨基甲烷和10克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.2-7.4，[0181] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.006mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶6的比例相混合搅拌，
[0182] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0183] 实施例15
[0184] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0185] (1)配制质量浓度为3％的水凝胶水溶液，配制浓度为150ug/mL的多肽水溶液，[0186] 上述水凝胶为胶原和明胶的组合物，胶原和明胶的重量比例为1∶3；上述多肽为富含天冬氨酸的多肽，其中，所述的天冬氨酸的总和占多肽的重量百分比为10％；所述水凝胶材料中添加有质量百分比为2.5％的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0187] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的两种水溶液按照体积比为1∶1的比例混合，在常温下搅拌6分钟，然后将混合物置于载体上，室温下干燥36小时，然后在90℃的温度下真空干燥，
[0188] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将6.5克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1克三羟甲基氨基甲烷和8克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0189] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.004mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶3的比例相混合搅拌，
[0190] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置36小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0191] 实施例16
[0192] 本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，用多肽对所述水凝胶表面进行改性，并通过仿生矿物化过程将羟基磷酸钙沉积在水凝胶上，所述纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的制备方法包括下述步骤：
[0193] (1)配制质量浓度为5％的水凝胶水溶液，配制浓度为100ug/mL的多肽水溶液，[0194] 上述水凝胶为聚乙烯醇；上述多肽为骨头含有的骨桥蛋白(osteopontin，OPN)的片段；上述水凝胶材料中添加有质量百分比为0.001的促进成骨细胞繁殖的小分子化合物。
[0195] (2)制备水凝胶底物：将步骤(1)所制得的两种水溶液按照体积比为1∶1的比例混合，在常温下搅拌5分钟，然后将混合物置于载体上，室温下干燥24小时，然后在100℃的温度下真空干燥，
[0196] (3)配制三羟甲基氨基甲烷缓冲液：将8克的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，1.5克三羟甲基氨基甲烷和6克氯化钠加入到100毫升去离子水中，该缓冲液的PH值为7.0-8.0，[0197] (4)分别称取氯化钙和磷酸氢二钾，并分别溶入步骤(3)制得的缓冲液中，分别配制成0.002mol/L的氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液，将氯化钙溶液和磷酸氢二钾溶液与步骤(1)中制得的多肽水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，
[0198] (5)将步骤(2)所制得的负载于载体上的水凝胶底物置于步骤(4)所制得的混合溶液中，静置48小时后，先后用水和乙醇洗涤，干燥，即制得所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料。
[0199] 实施例17
[0200] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例1中步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，然后将混合物喷涂到钛合金基上，室温下快速干燥，如通过真空干燥后再置于90℃热处理5分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为1um-100um，制备方法的其它内容不变，与实施例1中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0201] 实施例18
[0202] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例2中步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，然后将混合物喷涂到钛合金基上，室温下真空快速干燥后再置于100℃热处理15分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为1mm-3mm，制备方法的其它内容不变，与实施例2中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0203] 实施例19
[0204] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例6中步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，然后将混合物喷涂到钛合金基上，室温下真空快速干燥后再置于95℃热处理10分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为500um-1mm，制备方法的其它内容不变，与实施例6中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0205] 实施例20
[0206] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例13中步骤(1)所制得的二种水溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌，然后将混合物喷涂到钛合金基上，室温下真空快速干燥后再置于90℃热处理5分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为100um-500um，制备方法的其它内容不变，与实施例13中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0207] 实施例21
[0208] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例14中步骤(1)所制得的二种水溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌，然后将混合物喷涂到钛合金基上，室温下真空快速干燥后再置于100℃热处理15分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为1mm-3mm，制备方法的其它内容不变，与实施例14中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0209] 实施例22
[0210] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例15中步骤(1)所制得的二种水溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌，然后将混合物喷涂到钛合金基上，室温下真空快速干燥后再置于95℃热处理10分钟，所制得的水凝胶是一层连续或不连续的薄膜，所述不连续的薄膜的不连续部分的宽度为2mm，制备方法的其它内容不变，与实施例15中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0211] 实施例23
[0212] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例8中的步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-8℃下冷冻到钛合金基上，在-10℃下冷冻真空升华干燥6小时，所制得的水凝胶的厚度为0.01mm-0.1mm，制备方法的其它内容不变，与实施例8中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0213] 实施例24
[0214] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例9中的步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-10℃下冷冻到钛合金基上，在-60℃下冷冻真空升华干燥8小时，所制得的水凝胶的厚度为4mm-5mm，制备方法的其它内容不变，与实施例9中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0215] 实施例25
[0216] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例11中的步骤(1)所制得的三种水溶液按照体积比为1∶1∶1的比例相混合搅拌，用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-9℃下冷冻到钛合金基上，在-35℃下冷冻真空升华干燥7小时，所制得的水凝胶的厚度为2mm-3mm，制备方法的其它内容不变，与实施例11中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0217] 实施例26
[0218] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，制备方法为将实施例13中的步骤(1)所制得的二种水溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌，用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-8℃下冷冻真空升华干燥到钛合金基上，在-10℃下冷冻6小时，所制得的水凝胶的厚度为0.01mm-0.1mm，制备方法的其它内容不变，与实施例13中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0219] 实施例27
[0220] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，其制备方法为将实施例14中的步骤(1)所制得的二种水溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌，用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-10℃下冷冻到钛合金基上，在-60℃下冷冻真空升华干燥8小时，所制得的水凝胶的厚度为1mm-5mm，制备方法的其它内容不变，与实施例14中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0221] 实施例28
[0222] 本发明提供的牙种植体，包括钛合金基，其制备方法为将实施例15中的步骤(1)所制得的二种水溶液按照体积比为1∶1的比例相混合搅拌，用化学方法处理钛合金基表面，然后将混合物在-9℃下冷冻到钛合金基上，在-35℃下冷冻真空升华干燥7小时，所制得的水凝胶的厚度为0.5mm-1mm，制备方法的其它内容不变，与实施例15中的方法相同，即制得设置有本发明所述的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的牙种植体。
[0223] 二、测试方法
[0224] 利用扫描电子显微镜来测量水凝胶材料孔径，孔状羟基磷酸钙孔径和壁厚；
[0225] 表1、实施例所制得的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料的检测数据
[0226]
[0227]
[0228] 由上述实验数据可看出，本发明提供的纳米孔状羟基磷酸钙/水凝胶材料，其中，水凝胶是微米至毫米级的孔状二维或三维材料，三维材料孔相互连通，孔径为：1微米到3毫米；沉积在水凝胶上的羟基磷酸钙为三维连通孔状羟基磷酸钙，孔径为50-1000纳米，孔壁厚为30-80纳米。
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