本發明屬于生物醫用材料，具體涉及一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法。
背景技術：
1、骨組織再生過程中，材料表面拓撲結構對細胞行為具有關鍵調控作用。研究表明，二氧化鈦表面5-10μm大孔促進成骨細胞遷移與血管化，而0.3-1μm微孔可增強細胞粘附與分化。然而，傳統均質多孔結構(如造孔劑法制備的200-500μm孔隙)難以同時滿足力學支撐與細胞浸潤需求。雖然三維打印技術能構建梯度孔隙，但層間結合力弱導致壓縮強度不足15mpa，且最小分辨率僅50μm，無法模擬天然骨哈弗斯系統(內層5-7μm→外層0.2-0.5μm)的精細結構。
2、現有梯度孔隙制備技術存在顯著瓶頸：化學蝕刻法難以控制孔隙連續變化；多層復合燒結導致界面應力集中；電場輔助沉積設備復雜且成本高昂。特別是冷凍干燥技術，雖然能通過冰晶模板形成孔隙，但單一冷凍溫度(通常-50℃)導致孔徑分布離散，變異系數超過40％，且無法實現亞微米級孔隙調控。
3、魚精蛋白作為天然陽離子多肽，其獨特性質為孔隙調控提供新途徑：等電點ph＝10-12使其在酸性條件下(ph＝1-3)攜帶強正電荷，與帶負電的tio2溶膠產生強靜電作用；熱分解溫度(200-300℃)與tio2晶化溫度(400℃以上)的良好匹配性，可保留孔隙結構完整性。但現有研究僅利用魚精蛋白制備均質多孔材料，尚未見其在梯度孔隙構建中的應用報道。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供了一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，該方法可使所制備得到的材料的孔隙結構呈現由內向外連續變化的三級梯度分布，配合表面無序分布的不規則球狀亞微米結構，可形成一種具有良好骨誘導能力的表面形貌。
2、為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，包括以下步驟：
3、(1)將鈦酸四丁酯與作為模板劑的魚精蛋白分別溶于酸性水溶液中配制形成tio2溶膠和魚精蛋白溶液，將tio2溶膠與魚精蛋白溶液混合形成前驅體溶膠；鈦酸四丁酯與魚精蛋白之間的摩爾比為1:(0.1-0.25)；
4、(2)采用梯度冷凍干燥技術處理步驟(1)所得的前驅體溶膠，控制孔隙梯度結構形成；
5、(3)將步驟(2)經過冷凍干燥后的產物進行梯度升溫煅燒，得到具有孔徑梯度的二氧化鈦顆粒。
6、優選的，步驟(2)中，所述梯度冷凍干燥分為三個階段：
7、深層冷凍階段：-80℃至-84℃急凍3-5小時；
8、過渡調控階段：升溫至-40℃至-44℃維持2-4小時；
9、表層固化階段：在-20℃至-24℃保持1-2小時。
10、優選的，步驟(3)中，梯度升溫煅燒具體過程為：在空氣氛圍中以1-3℃/min梯度升溫至600-800℃，保溫2-4小時。
11、優選的，步驟(3)中，梯度升溫煅燒具體過程為：在空氣氛圍中以1℃/min梯度升溫至600℃。
12、優選的，步驟(1)中，所述魚精蛋白的分子量為3-8kda，等電點ph值為10-12；魚精蛋白溶液的濃度為10-12mg/ml，ph為6.5-7；鈦酸四丁酯水解液的ph為6.5-7。
13、優選的，步驟(1)中，酸性水溶液通過稀鹽酸或醋酸調節去離子水的ph至1-3得到；或酸性水溶液為濃度0.1-0.5m的硝酸水溶液。
14、優選的，步驟(1)中，前驅體溶膠表面無序分布著直徑100-200nm的不規則球狀結構。
15、優選的，步驟(3)得到的二氧化鈦顆粒的孔隙結構呈現由內向外連續變化的三級梯度分布，內層孔隙尺寸為400～10000nm，中層為80～200nm，外層為1～10nm。
16、與現有技術相比，本發明有益效果如下：
17、本發明提出了一種基于魚精蛋白模板法制備梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的方法，所述魚精蛋白在酸性環境中攜帶強正電荷，與在酸性條件下質子化呈現負電性的鈦酸四丁酯水解生成的tio2溶膠相吸附，形成無序分布的不規則球狀亞微米結構；結合三級梯度冷凍干燥技術使最終產物的孔隙結構呈現由內向外連續變化的三級梯度分布，形成了一種具有良好骨誘導能力的表面形貌。隨后采用梯度升溫煅燒工藝，使魚精蛋白在200-300℃發生酰胺鍵斷裂，無殘留分解為co2、h2o和nh3，避免了傳統模板劑的毒性殘留(如pmma裂解殘留苯系衍生物)，同時誘導二氧化鈦形成銳鈦礦/金紅石顆粒，實現了骨修復材料生物安全性與功能性的協同提升。本發明所制備得到的材料適用于口腔骨缺損修復，具有優異的生物相容性和骨整合能力。
1.一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述梯度冷凍干燥分為三個階段：
3.根據權利要求1或2所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，梯度升溫煅燒具體過程為：在空氣氛圍中以1-3℃/min梯度升溫至600-800℃，保溫2-4小時。
4.根據權利要求3所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，梯度升溫煅燒具體過程為：在空氣氛圍中以1℃/min梯度升溫至600℃。
5.根據權利要求1或2所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述魚精蛋白的分子量為3-8kda，等電點ph值為10-12；魚精蛋白溶液的濃度為10-12mg/ml，ph為6.5-7；鈦酸四丁酯水解液的ph為6.5-7。
6.根據權利要求1或2所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，酸性水溶液通過稀鹽酸或醋酸調節去離子水的ph至1-3得到；或酸性水溶液為濃度0.1-0.5m的硝酸水溶液。
7.根據權利要求1或2所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，前驅體溶膠表面無序分布著直徑為100-200nm的不規則球狀結構。
8.根據權利要求1或2所述的一種梯度多孔二氧化鈦骨修復材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)得到的二氧化鈦顆粒的孔隙結構呈現由內向外連續變化的三級梯度分布，內層孔隙尺寸為400～10000nm，中層為80～200nm，外層為1～10nm。