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创伤、感染、肿瘤以及发育异常等原因会使骨丧失一些骨质而形成骨缺损。长期以来，临床所用的骨修复材料主要是自体骨和异体骨两类。但是自体骨移植来源有限、需进行二次手术，异体骨容易感染疾病并存在免疫反应，这些都大大限制了它们在临床上的使用。金属、陶瓷、高分子材料是先后出现的人工骨修复材料，这三种单一组分的材料虽然都有各自的优点，但在生物相容性、生物活性或力学相容性等方面又存在着某些严重的缺陷。为了弥补这些不足，近年来骨修复材料的研究出现了复合化的趋势。
明胶/羟基磷灰石(HAP)复合物是近年来备受关注的一种骨修复材料，它具有类似于自然骨的组成和结构，以及良好的生物相容性、可降解吸收性、骨传导性等生物学性质。然而，目前报道的各种方法所制备的明胶/HAP复合材料都存在结构性能差、力学强度低、不具有载药功能等缺点，限制了材料的临床应用。针对这些问题，本研究从明胶原料的选取、不同种类多糖的加入、复合物形态的改变、不同合成方法的尝试、制备工艺条件的优化等多方面进行了较系统的研究。主要的研究工作包括：
1.首次从明胶原料的选取入手，定量化地揭示了明胶/HAP复合物的力学性能随明胶α组分含量的增加而增强的规律。复合物组成和结构的测试结果表明，α组分含量较高时有利于HAP晶体的定向生长和复合物有序结构的形成。
2.将不同种类的天然多糖引入到明胶/HAP复合物体系中，研究了多糖的加入量对于复合物性质的影响。海藻酸钠可以与明胶形成相互交联的聚合物网络结构，促进HAP晶体沿有机基质的定向排列，从而改善复合物的结构性质和力学性能。壳聚糖和硫酸软骨素的加入不会影响到复合物的组成，但晶体的结晶度和复合物的弯曲强度略有降低。
3.采用化学合成的方法，在反相乳液体系中成功地制得了基体式明胶/HAP复合物微球。考察了温度、矿物相的含量、交联剂等因素对复合物微球制备的影响。在表面活性剂和缓冲溶液存在的条件下，通过选择合适的温度及原料配比，可以得到形态较好、尺寸分布较窄(平均粒径为7.5μm)、分散性较高、且具有天然多孔结构的复合物微球。这种微球材料有望实现骨修复和药物治疗的双重目的。
4.在反相乳液体系中，通过化学反应使纳米HAP颗粒沉积到明胶球的表面，从而首次合成了形态较好、包覆较均匀的核壳式明皎/HAP复合物微球。表面活性剂和缓冲溶液的加入是微球中HAP生成的两个必要条件。HAP与明胶的比例小于1/4时，HAP颗粒可以全部包覆到明胶球的表面。
5.以高浓度的明胶溶液为介质，采用重结晶的方法并结合煅烧的工序合成了大尺寸的棒状HAP颗粒。所得晶体具有较高的纯度和分散性，且通过调整HAP与明胶的比例，可将晶体的平均长度控制在0.65-5μm的范围内。
6.采用一种新式的明胶凝胶扩散系统，在短时间内获得了较大量的HAP晶体。研究了反应溶液的pH值和浓度对矿物相组成和形态的影响。结果表明，随着溶液的pH值和浓度的依次增加，明胶凝胶体系中相继生成了片状OCP、球形ACP和花状HAP等不同形式的矿物相。