本發(fā)明涉及一種小球藻生物化改性尺寸可控活性玻璃粉體的制備方法，屬于活性玻璃粉體制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物活性玻璃是無機(jī)生物醫(yī)用材料的一種，距今已有40多年的研究歷史，其應(yīng)用也從原來的硬組織修復(fù)。逐漸過渡到軟硬組織等多領(lǐng)域修復(fù)的研究中。其主要是通過在硅氧網(wǎng)絡(luò)基體中引入一定量的網(wǎng)絡(luò)改性體如Ca、Na、P等，形成非晶態(tài)的、具有生物活性的玻璃體結(jié)構(gòu)。其組成上與機(jī)體的無機(jī)組成相似，且能在模擬體液環(huán)境下釋放一定的離子以參與調(diào)控機(jī)體的活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)一定程度的組織修復(fù)功能。生物活性玻璃因其與骨組織和軟組織均有良好的結(jié)合能力，且具有優(yōu)良的骨誘導(dǎo)性、骨傳導(dǎo)性及生物相容性，已成為材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)以及生物科學(xué)等學(xué)科的熱點(diǎn)，同時(shí)生物活性玻璃復(fù)合材料的研究也越來越受到人們的重視。天然骨的骨質(zhì)部分是由磷灰石和膠原纖維構(gòu)成的自然無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料，具有良好的力學(xué)性能。
生物材料在人體內(nèi)的降解主要是通過所植入的材料與組織器官及體液之間發(fā)生相互作用，即以溶解、酶解以及細(xì)胞吞嚼等方式，生物活性玻璃是一種可降解的材料，隨著骨組織的修復(fù)與再生，生物活性玻璃在體內(nèi)不斷溶解，隨后被組織吸收或隨體液排出體外，通過對(duì)生物玻璃的降解性能的研究結(jié)果顯示，生物活性玻璃的降解過程主要是通過生物活性玻璃自身離子釋放和在體液中溶解進(jìn)行的，生物活性玻璃植入人體后，在體液作用下，先是玻璃內(nèi)部Ca的溶出，而后玻璃中的Si-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，硅會(huì)迅速釋放出來，在材料表面形成一層富硅膜，包裹住生物玻璃表面尖銳處，隨著膠原蛋白吸附，形成層層屏障，因此，在體內(nèi)巨噬細(xì)胞基本不會(huì)對(duì)材料的顆粒的產(chǎn)生吞暖作用，酶解一般對(duì)生物活性玻璃的降解影響不大，因此，生物玻璃的降解速度主要取決于離子的釋放速度。然而如此多樣化的組成，使生物活性玻璃在制備完成后，很難控制其納米結(jié)構(gòu)、形態(tài)和分散性，導(dǎo)致其尺寸穩(wěn)定性和分散性無法控制，所以制備一種材料尺寸可控的活性玻璃粉體很有必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有的制備的生物活性玻璃粉體由于組成多元化，導(dǎo)致其尺寸穩(wěn)定性和分散性無法控制的問題，提供了一種通過將粉體制備并分散，通過將營養(yǎng)液與粉體分散液復(fù)合，使?fàn)I養(yǎng)液成分吸附至粉體表面，隨后將單細(xì)胞小球藻接種并培養(yǎng)，使其均勻覆蓋至粉體表面，通過小球藻對(duì)營養(yǎng)成分的吸收，使粉體不發(fā)生團(tuán)聚和凝結(jié)，隨后富氧煅燒去除炭化小球藻，即可制備得一種尺寸可控活性玻璃粉體，有效的解決了活性玻璃粉體尺寸穩(wěn)定性和分散性無法控制的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量55～60份無水乙醇、10～15份去離子水、10～15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液和8～10份硝酸鈣置于三角燒瓶中，攪拌混合并滴加質(zhì)量濃度15%氨水溶液，調(diào)節(jié)pH至8.5～9.0，隨后靜置25～30min，對(duì)三口燒瓶添加去離子水質(zhì)量相同的正硅酸乙酯，攪拌混合并靜置沉淀，隨后過濾并收集濾渣，用冰醋酸溶液滴加至三口燒瓶中，調(diào)節(jié)pH至7.0，隨后再在200～300W下超聲分散10～15min，制備得粉體分散液，備用；
（2）按重量份數(shù)計(jì)，選取20～65份葡萄糖、5～15份蛋白胨、15～20份氯化鈉和20～45份瓊脂，攪拌混合形成培養(yǎng)基，加入去離子水稀釋pH為7.0，隨后將其置于115～120℃下滅菌10～20min，制得固體小球藻培養(yǎng)基，將小球藻接種至小球藻培養(yǎng)基中，在25～27℃下培養(yǎng)3～5天，制備得成熟小球藻，備用；
（3）分別稱取0.25～0.28g檸檬酸、0.25～0.28g檸檬酸鐵銨、0.2～0.3gKH2PO4、1.5～1.8g氯化鈣、45～50g葡萄糖和225～230mL去離子水置于燒杯中，攪拌混合并置于110～120℃下油浴加熱15～20min，制備得無菌營養(yǎng)液；
（4）按體積比1:3，將步驟（1）制備的粉體分散液與上述制備的無菌營養(yǎng)液攪拌混合，隨后按接種量10%，將步驟（2）培養(yǎng)的成熟小球藻接種至上述制備的磷酸鈣營養(yǎng)分散液中，在搖床轉(zhuǎn)速為120～150r/min、溫度25℃下振蕩培養(yǎng)5～7天；
（5）待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾餅，將其置于550～600℃管式爐中，在氧氣氣氛下，保溫煅燒1～2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備的一種小球藻生物化改性尺寸可控活性玻璃粉體。
本發(fā)明制備的活性玻璃粉體顆粒外觀呈類球狀，且粒徑在50～100nm，觀察顆粒微觀形態(tài)，無明顯團(tuán)聚現(xiàn)象，按質(zhì)量比1:8，將活性玻璃粉體與聚己內(nèi)酯攪拌混合制備得粉體顆粒，隨后按重量份數(shù)計(jì)，稱量10～15份粉體顆粒、15～20份二甲基酰胺和55～60份二氯甲烷攪拌混合并在35℃，相對(duì)濕度25%下靜電紡絲制備得納米纖維膜，本發(fā)明制備的納米纖維膜可有效促進(jìn)細(xì)胞生長與增殖。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的活性粉體尺寸均一可控，制備的納米纖維膜可有效促進(jìn)細(xì)胞生長與增殖；
（2）本發(fā)明制備過程簡單，綠色安全無污染。
具體實(shí)施方式
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量55～60份無水乙醇、10～15份去離子水、10～15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液和8～10份硝酸鈣置于三角燒瓶中，攪拌混合并滴加質(zhì)量濃度15%氨水溶液，調(diào)節(jié)pH至8.5～9.0，隨后靜置25～30min，對(duì)三口燒瓶添加去離子水質(zhì)量相同的正硅酸乙酯，攪拌混合并靜置沉淀，隨后過濾并收集濾渣，用冰醋酸溶液滴加至三口燒瓶中，調(diào)節(jié)pH至7.0，隨后再在200～300W下超聲分散10～15min，制備得粉體分散液，備用；按重量份數(shù)計(jì)，選取20～65份葡萄糖、5～15份蛋白胨、15～20份氯化鈉和20～45份瓊脂，攪拌混合形成培養(yǎng)基，加入去離子水稀釋pH為7.0，隨后將其置于115～120℃下滅菌10～20min，制得固體小球藻培養(yǎng)基，將小球藻接種至小球藻培養(yǎng)基中，在25～27℃下培養(yǎng)3～5天，制備得成熟小球藻，備用；分別稱取0.25～0.28g檸檬酸、0.25～0.28g檸檬酸鐵銨、0.2～0.3gKH2PO4、1.5～1.8g氯化鈣、45～50g葡萄糖和225～230mL去離子水置于燒杯中，攪拌混合并置于110～120℃下油浴加熱15～20min，制備得無菌營養(yǎng)液；按體積比1:3，將粉體分散液與上述制備的無菌營養(yǎng)液攪拌混合，隨后按接種量10%，將成熟小球藻接種至上述制備的磷酸鈣營養(yǎng)分散液中，在搖床轉(zhuǎn)速為120～150r/min、溫度25℃下振蕩培養(yǎng)5～7天；待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾餅，將其置于550～600℃管式爐中，在氧氣氣氛下，保溫煅燒1～2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備的一種小球藻生物化改性尺寸可控活性玻璃粉體。
實(shí)例1
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量55份無水乙醇、10份去離子水、10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液和8份硝酸鈣置于三角燒瓶中，攪拌混合并滴加質(zhì)量濃度15%氨水溶液，調(diào)節(jié)pH至8.5，隨后靜置25min，對(duì)三口燒瓶添加去離子水質(zhì)量相同的正硅酸乙酯，攪拌混合并靜置沉淀，隨后過濾并收集濾渣，用冰醋酸溶液滴加至三口燒瓶中，調(diào)節(jié)pH至7.0，隨后再在200W下超聲分散10min，制備得粉體分散液，備用；按重量份數(shù)計(jì)，選取20份葡萄糖、5份蛋白胨、15份氯化鈉和20份瓊脂，攪拌混合形成培養(yǎng)基，加入去離子水稀釋pH為7.0，隨后將其置于115℃下滅菌10min，制得固體小球藻培養(yǎng)基，將小球藻接種至小球藻培養(yǎng)基中，在25℃下培養(yǎng)3天，制備得成熟小球藻，備用；分別稱取0.25g檸檬酸、0.25g檸檬酸鐵銨、0.2gKH2PO4、1.5g氯化鈣、45g葡萄糖和225mL去離子水置于燒杯中，攪拌混合并置于110℃下油浴加熱15min，制備得無菌營養(yǎng)液；按體積比1:3，將粉體分散液與上述制備的無菌營養(yǎng)液攪拌混合，隨后按接種量10%，將成熟小球藻接種至上述制備的磷酸鈣營養(yǎng)分散液中，在搖床轉(zhuǎn)速為120r/min、溫度25℃下振蕩培養(yǎng)5天；待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾餅，將其置于550℃管式爐中，在氧氣氣氛下，保溫煅燒1h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備的一種小球藻生物化改性尺寸可控活性玻璃粉體。
本發(fā)明制備的活性玻璃粉體顆粒外觀呈類球狀，且粒徑在50nm，觀察顆粒微觀形態(tài)，無明顯團(tuán)聚現(xiàn)象，按質(zhì)量比1:8，將活性玻璃粉體與聚己內(nèi)酯攪拌混合制備得粉體顆粒，隨后按重量份數(shù)計(jì)，稱量10份粉體顆粒、15份二甲基酰胺和55份二氯甲烷攪拌混合并在35℃，相對(duì)濕度25%下靜電紡絲制備得納米纖維膜，本發(fā)明制備的納米纖維膜可有效促進(jìn)細(xì)胞生長與增殖。
實(shí)例2
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量57份無水乙醇、12份去離子水、12份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液和9份硝酸鈣置于三角燒瓶中，攪拌混合并滴加質(zhì)量濃度15%氨水溶液，調(diào)節(jié)pH至8.7，隨后靜置27min，對(duì)三口燒瓶添加去離子水質(zhì)量相同的正硅酸乙酯，攪拌混合并靜置沉淀，隨后過濾并收集濾渣，用冰醋酸溶液滴加至三口燒瓶中，調(diào)節(jié)pH至7.0，隨后再在250W下超聲分散12min，制備得粉體分散液，備用；按重量份數(shù)計(jì)，選取42份葡萄糖、12份蛋白胨、17份氯化鈉和32份瓊脂，攪拌混合形成培養(yǎng)基，加入去離子水稀釋pH為7.0，隨后將其置于117℃下滅菌15min，制得固體小球藻培養(yǎng)基，將小球藻接種至小球藻培養(yǎng)基中，在26℃下培養(yǎng)4天，制備得成熟小球藻，備用；分別稱取0.27g檸檬酸、0.27g檸檬酸鐵銨、0.2gKH2PO4、1.7g氯化鈣、47g葡萄糖和227mL去離子水置于燒杯中，攪拌混合并置于115℃下油浴加熱17min，制備得無菌營養(yǎng)液；按體積比1:3，將粉體分散液與上述制備的無菌營養(yǎng)液攪拌混合，隨后按接種量10%，將成熟小球藻接種至上述制備的磷酸鈣營養(yǎng)分散液中，在搖床轉(zhuǎn)速為132r/min、溫度25℃下振蕩培養(yǎng)6天；待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾餅，將其置于575℃管式爐中，在氧氣氣氛下，保溫煅燒1h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備的一種小球藻生物化改性尺寸可控活性玻璃粉體。
本發(fā)明制備的活性玻璃粉體顆粒外觀呈類球狀，且粒徑在75nm，觀察顆粒微觀形態(tài)，無明顯團(tuán)聚現(xiàn)象，按質(zhì)量比1:8，將活性玻璃粉體與聚己內(nèi)酯攪拌混合制備得粉體顆粒，隨后按重量份數(shù)計(jì)，稱量12份粉體顆粒、17份二甲基酰胺和57份二氯甲烷攪拌混合并在35℃，相對(duì)濕度25%下靜電紡絲制備得納米纖維膜，本發(fā)明制備的納米纖維膜可有效促進(jìn)細(xì)胞生長與增殖。
實(shí)例3
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量60份無水乙醇、15份去離子水、15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液和10份硝酸鈣置于三角燒瓶中，攪拌混合并滴加質(zhì)量濃度15%氨水溶液，調(diào)節(jié)pH至9.0，隨后靜置30min，對(duì)三口燒瓶添加去離子水質(zhì)量相同的正硅酸乙酯，攪拌混合并靜置沉淀，隨后過濾并收集濾渣，用冰醋酸溶液滴加至三口燒瓶中，調(diào)節(jié)pH至7.0，隨后再在300W下超聲分散15min，制備得粉體分散液，備用；按重量份數(shù)計(jì)，選取65份葡萄糖、15份蛋白胨、20份氯化鈉和45份瓊脂，攪拌混合形成培養(yǎng)基，加入去離子水稀釋pH為7.0，隨后將其置于120℃下滅菌20min，制得固體小球藻培養(yǎng)基，將小球藻接種至小球藻培養(yǎng)基中，在27℃下培養(yǎng)5天，制備得成熟小球藻，備用；分別稱取0.28g檸檬酸、0.28g檸檬酸鐵銨、0.3gKH2PO4、1.8g氯化鈣、50g葡萄糖和230mL去離子水置于燒杯中，攪拌混合并置于120℃下油浴加熱20min，制備得無菌營養(yǎng)液；按體積比1:3，將粉體分散液與上述制備的無菌營養(yǎng)液攪拌混合，隨后按接種量10%，將成熟小球藻接種至上述制備的磷酸鈣營養(yǎng)分散液中，在搖床轉(zhuǎn)速為150r/min、溫度25℃下振蕩培養(yǎng)7天；待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾餅，將其置于600℃管式爐中，在氧氣氣氛下，保溫煅燒2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備的一種小球藻生物化改性尺寸可控活性玻璃粉體。
本發(fā)明制備的活性玻璃粉體顆粒外觀呈類球狀，且粒徑在100nm，觀察顆粒微觀形態(tài)，無明顯團(tuán)聚現(xiàn)象，按質(zhì)量比1:8，將活性玻璃粉體與聚己內(nèi)酯攪拌混合制備得粉體顆粒，隨后按重量份數(shù)計(jì)，稱量15份粉體顆粒、20份二甲基酰胺和60份二氯甲烷攪拌混合并在35℃，相對(duì)濕度25%下靜電紡絲制備得納米纖維膜，本發(fā)明制備的納米纖維膜可有效促進(jìn)細(xì)胞生長與增殖。