技术摘要：
本发明涉及一种以丝素为模板诱导获得的丝素‑磷酸氢钙复合物及其制备方法，所述复合物显示晶体结构，为beta‑sheet结构的丝素诱导磷酸氢钙沿晶体轴向生长形成的单层规则梳型晶体紧密有序排列形成的多层矿物结构或多层矿物结构进一步被包裹得到的板块状结构，丝素在复合  全部
背景技术：
自然界中的生物可以自身合成出具有复杂结构的有机-无机复合材料。通常由于 其特殊的组成结构使获得的生物材料拥有某种优异的性能。受自然界的矿物结构组成启 发，人工模拟制备具有相应结构的有机-无机杂化材料吸引着世界各国科学家们的目光。其 中，脊椎动物骨骼的优异力学性能与其组成和结构之间的关系尤为密切。骨组织为典型的 具有从微观到宏观多级结构的有机-无机复合物，其含有34％左右以胶原为主要成分的有 机基质，而剩余部分多为以磷灰石状态存在的无机物。为满足生物体不同部位的骨的强度 及韧性要求，这两者以不同的比例和方式进行复合从而构成了骨的层级结构。受生物体内 矿化过程的启示，通过将有机高分子与无机材料巧妙结合获得具有特定形貌结构和优异性 能的复合材料，对人工设计制备多功能复合材料具有重大意义。 现阶段有许多研究注重于模拟骨的结构及形成过程，其中最受关注的是使用与天 然骨组成相同的胶原蛋白作为有机基质进行矿化。蚕丝蛋白具有与胶原蛋白类似的多级结 构，同时具有优异的力学性能、低降解性、良好的生物相容性和低免疫原性等优点。因此，也 常作为原材料用于骨组织材料的研究中。目前，以丝素为有机基质、磷酸钙为矿物制备的仿 生复合材料通常是将蚕丝与磷酸钙粉体以一定的比例通过物理混合的方式形成复合材料， 或将丝素溶液作为模板调控磷酸钙矿物的形貌和结构。然而，目前这些研究尚无法模拟生 物骨骼通过具有多级组装结构的胶原纤维诱导获得有序复合生长的磷酸钙矿物。 本申请公开了一种利用丝素蛋白的自组装及模板特性，诱导磷酸钙矿物有序杂化 生长形成具有的具有多级结构的丝素-磷酸氢钙复合物及其制备方法。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种以丝素 为模板诱导获得的具有多级层状结构的丝素-磷酸氢钙复合物及其制备方法，制备得到的 丝素-磷酸氢钙复合物具有有序的组装结构，丝素与无机矿物磷酸氢钙均匀分布，并且反应 条件温和，室温下即可进行，实验重复性好。 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是： 提供一种以丝素为模板诱导获得的丝素-磷酸氢钙复合物，所述复合物显示晶体 结构，为beta-sheet结构的丝素诱导磷酸氢钙沿晶体轴向生长形成的单层规则梳型晶体紧 密有序排列形成的多层矿物结构或多层矿物结构进一步被包裹得到的板块状结构，丝素在 复合物中均匀分布。丝素一方面诱导矿物分子自组装形成单层规则梳型晶体，另一方面作 为大分子模板进一步诱导单层规则梳型晶体自组装成更大的层级结构。 3 CN 111603607 A 说　明　书 2/5 页 按上述方案，所述丝素-磷酸氢钙复合物中丝素的质量百分含量为20-40％。 本发明还提供上述以丝素为模板诱导获得的丝素-磷酸氢钙复合物的制备方法， 具体步骤如下： 1)室温下将脱胶蚕丝浸泡于氯化钙的甲酸溶液中溶解，然后挥发除去甲酸，再水 洗得到丝素膜； 2)将步骤1)所得的丝素膜浸泡于磷酸和氯化钙的混合溶液中室温静置2～72h后 转至2～4℃冰箱放置1～4天，然后在氨气气氛下矿化得到丝素-磷酸氢钙复合物。 按上述方案，步骤1)所述氯化钙的甲酸溶液由氯化钙溶于甲酸得到，甲酸纯度为 70～85wt％。 按上述方案，步骤1)所述氯化钙的甲酸溶液中氯化钙的浓度为3～10wt％。 按上述方案，步骤1)中脱胶蚕丝在氯化钙的甲酸溶液中的浓度为6～12wt％。 按上述方案，步骤2)所述磷酸和氯化钙的混合溶液由磷酸和氯化钙溶于水得到， 其中氯化钙浓度为0.21～1.05mol/L，混合溶液中磷元素浓度为0.13～0.63mol/L。 按上述方案，步骤2)所述氨气气氛中氨气浓度为100～300ppm，矿化温度为10～30 ℃，矿化时间为30min～48h。 本发明还包括上述丝素-磷酸氢钙复合物在生物医用材料领域的应用。 本申请是基于丝素的模板特性结合自组装特性诱导磷酸钙矿物有序杂化生长形 成具有多级层状结构的丝素-磷酸氢钙复合物，丝素自组装特性诱导矿物小分子沿轴组装 成较大的矿物单位，另一方面丝素的模板特性诱导成型的矿物单位沿丝素模板生长形成较 大的层级矿物结构。获得的矿物在其内较为均匀地分布有有机丝素，有机物丝素和磷酸氢 钙均匀掺杂，获得了具备有单晶特征的有机-无机复合杂化结构矿物。这一丝素诱导合成矿 化的多级结构为更经济，更有效的仿生合成提供新思路，并能为骨再生和骨组织修复提供 更好的材料及方法。 本发明的有益效果在于：1、本发明提供的丝素-磷酸氢钙复合物具有较高的强度 及较好的生物相容性，这一丝素诱导合成矿化的多级结构为更经济，更有效的仿生合成提 供新思路，并能为骨再生和骨组织修复提供更好的材料及方法。2、本发明提供的制备方法 可在室温下进行，操作简单，能较快速矿化获得丝素与磷酸氢钙复合材料，反应过程对反应 温度及反应时间等条件没有很高的精度要求，重复性较高，并且可通过调整脱胶蚕丝在氯 化钙的甲酸溶液中的浓度及矿化时间后获得矿化不同阶段的丝素-磷酸氢钙复合材料。 附图说明 图1为本发明实施例1所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的荧光染色照片； 图2为实施例1所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的红外光谱图； 图3为实施例1所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片； 图4为实施例2所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片； 图5为实施例2所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的TEM照片； 图6为实施例3所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的TEM照片； 图7为实施例3所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的单晶电子衍射照片； 图8为实施例4所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的荧光染色照片； 4 CN 111603607 A 说　明　书 3/5 页 图9为实施例4所制备的丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片； 图10为实施例4所制备的丝素-磷酸氢钙复合矿物的纳米压痕强度照片； 图11为实施例5所制备的矿化3h丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片； 图12为实施例5所制备的矿化24h丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片； 图13为实施例6所制备的矿化3h丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片； 图14为实施例6所制备的矿化24h丝素-磷酸氢钙复合物的SEM照片。