[目的]在口腔临床就诊中,老年患者占很大一部分,因此临床上经常可以看到牙列缺损甚至牙列缺失的患者。种植义齿具有舒适且更接近天然牙的优点,越来越被人们所接受。但是骨缺损对种植手术来说仍是一个很大的难题,口腔临床上常常遇见感染、外伤等导致的骨缺损,给患者的美观、功能等带来了很大的困扰。因此骨修复材料在骨缺损的临床治疗中有着重要的作用。骨组织修复材料中,自体骨会给患者造成二次创伤,异体骨有免疫排斥等问题,促使更多科学家致力于人工骨材料的研究。因此对于生物相容性好,生物降解性好,机械性能强,且生物学性能优异的仿生矿化人工骨组织材料是目前的研究热点。随着人们对天然骨组织的研究不断深入,骨组织良好的性能归功于其精密而有序的多级结构,仿生人工骨组织材料不仅模仿骨组织宏观结构,在纳米水平上的结构也尽可能与骨组织相似。为了实现人工骨组织的仿生,过去数十年研究人员使用重组的非胶原蛋白(NCP)或阴离子聚电解质作为成核抑制剂防止在过饱和钙磷溶液中过早形成羟基磷灰石(HAP),促进无定形磷酸钙的渗入胶原纤维,产生类似天然骨组织的第二层结构矿化的胶原纤维。本研究采用两性电解质羧甲基壳聚糖,研究其在酸性条件下能否形成无定形磷酸钙,探索其引导无定形矿物质在胶原自组装过程中融入其内部的过程。[方法]本实验制备酸性状态下的I型胶原凝胶,采用羧甲基壳聚糖(CMC)在酸性条件下来调控钙磷颗粒,将酸性状态下胶原分子和酸性条件下稳定的无定形磷酸钙混合均匀放在透析袋内,透析袋外放缓冲液,随着p H值不断升高,胶原自组装的同时也进行了矿化。用铜网取少量矿化胶原,进行透射电镜表征,冻干形成支架并表征。[结果]本实验建立了胶原自组装和矿化同时进行的模型。电位和吸光度结果表明羧甲基壳聚糖的等电点为3.5左右。透射电镜观察羧甲基壳聚糖可以在酸性条件下可稳定钙磷,形成纳米颗粒复合物。胶原分子可以在自组装的过程结合无定形磷酸钙并转化为羟基磷灰石。通过X-射线衍射、傅里叶变换衰减全反射红外光谱证实羟基磷灰石的形成。扫描电子显微镜用于观察冻干后形成的矿化胶原支架形态。并采用原子力显微镜观察胶原支架的弹性模量,矿化胶原的弹性模量显著增加。[结论]羧甲基壳聚糖是两性电解质,其等电点约为3.5。酸性条件下的钙磷为电离状态,由于羧甲基壳聚糖两性电解质的性质即使在酸性条件下也可以稳定钙磷形成无定形磷酸钙纳米复合物。本研究成功建立胶原自组装/矿化模型,通过调控p H可实现胶原自组装和矿化的同时进行。检测胶原支架的弹性模量,发现矿化的胶原支架弹性模量明显高于未矿化或者部分矿化的胶原。因此,胶原自组装/矿化模型为组织工程提供了一种新的仿生矿化策略。