【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医用材料的，特别涉及一种近红外光响应的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、软骨细胞外基质（ecm）的天然结构由胶原网络和蛋白聚糖组成，它们协同作用决定了软骨的力学性能。水凝胶是一种被充分研究的用于软骨再生的材料。水凝胶具有与软骨细胞外基质相似及其多孔框架的特性，使得细胞移植和增殖成为可能，因此在软骨和骨组织工程领域受到广泛关注。天然高分子水凝胶具有良好的生物相容性和降解性等优点，但往往存在的力学性能不足，缺乏粘附性而导致与周围组织不够吻合的问题。合成高分子水凝胶通常具有可调节的化学、物理性质等优点，但具有较差的生物相容性的问题。这些缺点限制了它们在骨修复领域方面的应用。因此，人们可能对于具有力学可调性、良好生物活性和生物相容性的生物医用材料寄予厚望。
2、近年来，介孔生物活性玻璃纳米球（mbg）作为最重要的骨移植物之一，具有较高的比表面积、优异的生物活性和特殊的介孔结构，赋予其更高的载药能力和更好的药物释放性而受到了人们的广泛关注。mbg已被证明能够通过新的羟基磷灰石层的形成与周围的天然骨组织进行化学结合。同时，释放的si、ca和磷酸盐离子可加速血管化，促进骨组织再生。以往的研究表明，在mbg系统中，fe功能元素的加入有助于提高mbg的抗菌、成骨和血管生成活性。此外，铁的磁性行为有助于控制和靶向给药。然而，mbg作为支架表现出刚性、脆性，它们不能固定和聚集在骨缺损中。
3、研究表明，在水凝胶基质中加入生物活性无机相，既可以确保与骨骼的直接化学结合，改
技术实现思路
1、本专利技术根据现有技术中骨修复材料的性能需求，提供一种含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，以制备一种近红外光响应的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料，使其具有良好的力学性能、粘附性能、光热效应和细胞相容性，解决了骨修复材料促成骨活性不足和细菌感染的问题，可应用于骨组织缺损再生修复。
2、为实现上述目的，本专利技术首先提供一种含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，以制备出本专利技术的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料，具体包括以下步骤：
3、s1：将十六烷基三甲基溴化铵与去离子水混合制成阳离子表面活性剂，依次加入乙酸乙酯和氢氧化铵，搅拌混合均匀后得到ph值为8～9的碱性溶液，分别加入含si、p、ca、fe的前驱体，搅拌混合得到自组装球形胶束，然后依次洗涤、烘干、煅烧，制备出掺铁介孔生物活性玻璃纳米球fe-mbg；
4、s2：将s1步制得的fe-mbg分散在聚乙烯醇水溶液中，所述聚乙烯醇水溶液置于90°c ~ 98 °c水浴中，得到水凝胶前驱液fe-mbg/pva；
5、s3：将s2步制得水凝胶前驱液fe-mbg/pva水浴中移出冷却至室温，转入模具中，冻融，得到掺铁生物活性玻璃/聚乙烯醇复合水凝胶fe-mbg/pva；
6、s4：将fe-mbg/pva水凝胶浸泡于聚谷氨酸水溶液，然后取出水洗表面得到掺铁生物活性玻璃/聚乙烯醇/聚谷氨酸复合水凝胶fe-mbg/pva/γ-pga；
7、s5： 将fe-mbg/pva/γ-pga水凝胶浸泡于单宁酸水溶液，然后取出水洗表面，获得掺铁生物活性玻璃/聚乙烯醇/聚谷氨酸/单宁酸复合水凝胶支架材料fe-mbg/pva/γ-pga/ta水凝胶。
8、进一步地，s1步中，si ，p，ca，fe的前驱体为正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、氯化钙或者硝酸钙、氯化铁或者醋酸铁或者硝酸铁。
9、进一步地，所述步骤s1中，含si、p、ca、fe的前驱体的摩尔比比为（65~75）∶10∶（15~20） ∶（10-20）。
10、进一步地，s 2步中，fe-mbg与聚乙烯醇的质量比为（0.05~0.2）∶1。
11、进一步地，s2步中，将聚乙烯醇水溶液的浓度为5-10 wt%水浴条件分散混合1 ~2h。
12、进一步地，s3步中，冻融温度为-20°c ~ -40°c，冷冻时间8~24 h，室温化冻。
13、进一步地，所述步骤s4中，聚谷氨酸水溶液浓度为15-20 wt%。
14、进一步地，s5步中，单宁酸水溶液浓度为15-30 wt%。
15、本专利技术的制备方法及制得的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料具有如下有益效果：
16、（1）选取掺铁介孔生物活性玻璃、聚谷氨酸和聚乙烯醇、单宁酸四种材料进行复合，得到的复合水凝胶支架材料具有良好生物相容性和促进骨组织修复性能，且合成材料来源广泛易得、成本低廉；通过冻融和浸泡制备水凝胶支架材料，合成方法简单便捷；
17、（2）本专利技术制备的fe-mbg/pva/γ-pga/ta复合水凝胶支架材料，具有良好的粘附性能、力学性能、生物活性和生物相容性，可作为软骨组织修复材料；
18、（3）本专利技术制备fe-mbg纳米颗粒具有球形介孔结构和磁性，此外，ta与fe3+螯合赋予fe-mbg/pva/γ-pga/ta水凝胶近红外光响应特性，在近红外光开/关循环下，复合水凝胶温度表现出稳定的开关行为；fe-mbg/pva/γ-pga/ta复合水凝胶药物释放具有近红外响应性，可作为药物缓释系统，实现快速有效的骨缺损修复。
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1.一种含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，碱性溶液中十六烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度为：0.05-0.1mol/L，乙酸乙酯的体积浓度为：19%-24%，氢氧化铵的体积浓度分别为：3%-8%。
3. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， S1步中，Si ，P，Ca，Fe的前驱体为正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、氯化钙或者硝酸钙、氯化铁或者醋酸铁或者硝酸铁；十六烷基三甲基溴化铵、含Si、P、Ca、Fe的前驱体的摩尔比为（8～10）：（65~75）∶10∶（15~20） ∶（10-20）。
4. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， S 2步中，Fe-MBG与聚乙烯醇的质量比为（0.05~0.2）∶1。
5. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， S2步中，将聚乙烯
6. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， S3步中，冻融温度为-20°C ~ -40°C，冷冻时间8~24 h，室温化冻。
7. 根据权利要求1所述的的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，聚谷氨酸水溶液浓度为15-20 wt%。
8. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， S5步中，单宁酸水溶液浓度为15-30 wt%。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制备得到的一种近红外光响应的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料。
10.权利要求9所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料在制备用于骨再生修复抗菌方面中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，碱性溶液中十六烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度为：0.05-0.1mol/l，乙酸乙酯的体积浓度为：19%-24%，氢氧化铵的体积浓度分别为：3%-8%。
3. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， s1步中，si ，p，ca，fe的前驱体为正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、氯化钙或者硝酸钙、氯化铁或者醋酸铁或者硝酸铁；十六烷基三甲基溴化铵、含si、p、ca、fe的前驱体的摩尔比为（8～10）：（65~75）∶10∶（15~20） ∶（10-20）。
4. 根据权利要求1所述的含铁介孔生物活性玻璃复合水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于， s 2步中，fe-mbg与聚乙烯醇的质量比为（0.05~0.2）∶1。
5. 根据权...
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