本發(fā)明公開(kāi)了一種促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料的制備方法,屬于醫(yī)用材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
當(dāng)前世界上臨床用于骨修復(fù)的治療方法有自體骨移植、同種異體骨移植、人工骨替代物等。自體骨移植存在供區(qū)損傷、植骨量不足、不能制備特殊形狀等限制,同種異體骨易致排斥反應(yīng),而人工合成骨有較好的骨傳導(dǎo)性與一定的機(jī)械強(qiáng)度,植入體內(nèi)主要起支架作用引導(dǎo)骨再生,以后慢慢被生物降解、清除,它的骨傳導(dǎo)性較好,因此,人工骨修復(fù)材料已逐漸成為國(guó)際上用于臨床骨缺損修復(fù)的主要材料。
目前,研究和已臨床應(yīng)用的人工骨修復(fù)材料的種類(lèi)繁多,按其基質(zhì)材料的性質(zhì)可大致分為有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)材料和復(fù)合材料。但是,現(xiàn)有的這些人工骨修復(fù)材料僅具有骨傳導(dǎo)性,缺乏骨誘導(dǎo)性,成骨量少,且人工骨修復(fù)材料在抗壓強(qiáng)度和彈性模量上與其周?chē)恼=M織尚有一定的差別,在受力和疲勞之后斷裂和界面有剝離現(xiàn)象,對(duì)于修復(fù)大段的骨缺損,由于其抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度與生物自體骨有一定的差別,受力后的形變常使植骨失敗。因此,尋求一種骨誘導(dǎo)性好、成骨速度快,且機(jī)械性能優(yōu)異的骨修復(fù)材料成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)現(xiàn)有的骨修復(fù)材料僅具有骨傳導(dǎo)性,缺乏骨誘導(dǎo)性,成骨量少,且人工骨修復(fù)材料的抗壓強(qiáng)度和彈性模量不理想的缺陷,提供一種促進(jìn)骨再生骨修復(fù)材料的制備方法。
為了解決技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
1.一種促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料,包括支架材料和生長(zhǎng)膜,其特征在于:在支架材料表面包裹一層生長(zhǎng)膜。
所述的支架材料為雙相磷酸鈣與羧甲基纖維素按質(zhì)量比10:1~40:1的復(fù)合粉末,與去離子水混合后裝入模具中,在3~5mpa壓力下壓制成型后干燥制得。
所述的雙相磷酸鈣為動(dòng)物骨經(jīng)脫脂脫油處理后裝入馬弗爐中,以5~10℃/min速率升溫至500~600℃,煅燒1~2h后,繼續(xù)升溫至1350~1400℃煅燒6~8h,再靜置降溫至1000~1100℃煅燒1~2h,冷卻至室溫后球磨過(guò)篩制得。
所述的動(dòng)物骨為牛松質(zhì)骨、豬松質(zhì)骨、羊松質(zhì)骨中的一種。
所述的生長(zhǎng)膜為骨形態(tài)發(fā)生蛋白與血小板衍生生長(zhǎng)因子按質(zhì)量比1:1混合后培養(yǎng)活化,再在支架材料上培養(yǎng)生長(zhǎng)5~10天后形成。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將動(dòng)物骨蒸煮除雜后干燥粉碎,過(guò)篩制得粗品磷酸鈣,再將粗品磷酸鈣煅燒,生成高強(qiáng)度的α-磷酸三鈣晶型和具有高降解性、高生物活性以及優(yōu)異骨誘導(dǎo)性的β-磷酸三鈣晶型,隨后經(jīng)球磨過(guò)篩后與羧甲基纖維素復(fù)配,利用纖維交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使纖維與其周?chē)p相磷酸鈣晶體纏繞緊密,呈團(tuán)聚簇?fù)頎顟B(tài),強(qiáng)化制得的支架材料的機(jī)械性能,隨后利用骨形態(tài)發(fā)生蛋白、血小板衍生生長(zhǎng)因子與磷酸鹽緩沖液混合制備磷酸鹽培養(yǎng)液,再將支架材料浸泡在磷酸鹽培養(yǎng)液中,通過(guò)支架材料中磷酸鈣的多孔結(jié)構(gòu)協(xié)同羧甲基纖維素表面的活性位點(diǎn),培養(yǎng)生長(zhǎng)膜,促進(jìn)蛋白和生長(zhǎng)因子的粘附,進(jìn)而促進(jìn)骨的再生,最后將支架材料取出晾干并滅菌,即可得促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料,本發(fā)明制得的骨修復(fù)材料機(jī)械強(qiáng)度高,與人體的生物相容性好,同時(shí)具有很好的骨誘導(dǎo)活性,可以較快地完成骨缺損的修復(fù),且生物降解性較好,具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
為便于理解本發(fā)明,本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了,所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明,不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
稱取1~2kg新鮮牛骨,用去離子水洗滌牛骨3~5次,再將洗滌后的牛骨加入2~3l去離子水中,在95~100℃下蒸煮3~5h,冷卻至室溫后取出牛骨,并用刮刀去除牛骨表面軟組織,得預(yù)處理牛骨,將預(yù)處理牛骨浸泡在2~3l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%氫氧化鈉溶液中,在60~70℃下浸泡6~8h后,取出牛骨并轉(zhuǎn)入1~2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%雙氧水中浸泡10~12h,取出牛骨,得除雜處理牛骨,再將除雜處理牛骨用1~2l無(wú)水乙醇浸泡清洗1~2h后轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)干燥箱中,在105~110℃下干燥至恒重,再將干燥后的產(chǎn)物裝入粉碎機(jī)中粉碎,過(guò)20目篩,得粗品磷酸鈣,再將粗品磷酸鈣裝入馬弗爐中,以5~10℃/min速率升溫至500~600℃,煅燒1~2h后,繼續(xù)升溫至1350~1400℃煅燒6~8h,再靜置降溫至1000~1100℃煅燒1~2h,冷卻至室溫后,將煅燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)入球磨機(jī)中,以300~400r/min轉(zhuǎn)速球磨30~40min,過(guò)200目篩,得雙相磷酸鈣粉末,稱取5~10g羧甲基纖維素,100~200g雙相磷酸鈣粉末,加入300~500ml無(wú)水乙醇中,以300w超聲波超聲分散20~30min后過(guò)濾,得濾渣,將濾渣置于干燥箱中,在35~40℃下干燥3~4h后轉(zhuǎn)入研缽中研磨,過(guò)200目篩,得復(fù)合粉末,再稱取80~100g復(fù)合粉末與30~40ml去離子水混合后裝入模具中,并以3~5mpa壓力壓制成型,再將模具置于干燥箱中,在105~110℃下干燥至恒重,冷卻至室溫后脫模,得支架材料,最后稱取3~5g骨形態(tài)發(fā)生蛋白、3~5g血小板衍生生長(zhǎng)因子,加入到盛有200~300mlph為7.4磷酸鹽緩沖液的800ml燒杯中,在36~37℃下培養(yǎng)1~2天,得磷酸鹽培養(yǎng)液,再將支架材料浸泡在磷酸鹽培養(yǎng)液中,并將燒杯轉(zhuǎn)入恒溫恒濕箱中,在36~37℃下培養(yǎng)生長(zhǎng)7~10天后,將支架材料取出晾干,滅菌,即可得促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料。
實(shí)例1
稱取1kg新鮮牛骨,用去離子水洗滌牛骨3次,再將洗滌后的牛骨加入2l去離子水中,在95℃下蒸煮3h,冷卻至室溫后取出牛骨,并用刮刀去除牛骨表面軟組織,得預(yù)處理牛骨,將預(yù)處理牛骨浸泡在2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%氫氧化鈉溶液中,在60℃下浸泡6h后,取出牛骨并轉(zhuǎn)入1l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%雙氧水中浸泡10h,取出牛骨,得除雜處理牛骨,再將除雜處理牛骨用1l無(wú)水乙醇浸泡清洗1h后轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)干燥箱中,在105℃下干燥至恒重,再將干燥后的產(chǎn)物裝入粉碎機(jī)中粉碎,過(guò)20目篩,得粗品磷酸鈣,再將粗品磷酸鈣裝入馬弗爐中,以5℃/min速率升溫至500℃,煅燒1h后,繼續(xù)升溫至1350℃煅燒6h,再靜置降溫至1000℃煅燒1h,冷卻至室溫后,將煅燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)入球磨機(jī)中,以300r/min轉(zhuǎn)速球磨30min,過(guò)200目篩,得雙相磷酸鈣粉末,稱取5g羧甲基纖維素,100g雙相磷酸鈣粉末,加入300ml無(wú)水乙醇中,以300w超聲波超聲分散20min后過(guò)濾,得濾渣,將濾渣置于干燥箱中,在35℃下干燥3h后轉(zhuǎn)入研缽中研磨,過(guò)200目篩,得復(fù)合粉末,再稱取80g復(fù)合粉末與30ml去離子水混合后裝入模具中,并以3mpa壓力壓制成型,再將模具置于干燥箱中,在105℃下干燥至恒重,冷卻至室溫后脫模,得支架材料,最后稱取3g骨形態(tài)發(fā)生蛋白、3g血小板衍生生長(zhǎng)因子,加入到盛有200mlph為7.4磷酸鹽緩沖液的800ml燒杯中,在36℃下培養(yǎng)1天,得磷酸鹽培養(yǎng)液,再將支架材料浸泡在磷酸鹽培養(yǎng)液中,并將燒杯轉(zhuǎn)入恒溫恒濕箱中,在36℃下培養(yǎng)生長(zhǎng)7天后,將支架材料取出晾干,滅菌,即可得促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料。
實(shí)例2
稱取1kg新鮮牛骨,用去離子水洗滌牛骨4次,再將洗滌后的牛骨加入2l去離子水中,在98℃下蒸煮4h,冷卻至室溫后取出牛骨,并用刮刀去除牛骨表面軟組織,得預(yù)處理牛骨,將預(yù)處理牛骨浸泡在2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%氫氧化鈉溶液中,在65℃下浸泡7h后,取出牛骨并轉(zhuǎn)入1l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%雙氧水中浸泡11h,取出牛骨,得除雜處理牛骨,再將除雜處理牛骨用1l無(wú)水乙醇浸泡清洗1h后轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)干燥箱中,在108℃下干燥至恒重,再將干燥后的產(chǎn)物裝入粉碎機(jī)中粉碎,過(guò)20目篩,得粗品磷酸鈣,再將粗品磷酸鈣裝入馬弗爐中,以8℃/min速率升溫至550℃,煅燒1h后,繼續(xù)升溫至1375℃煅燒7h,再靜置降溫至1050℃煅燒1h,冷卻至室溫后,將煅燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)入球磨機(jī)中,以350r/min轉(zhuǎn)速球磨35min,過(guò)200目篩,得雙相磷酸鈣粉末,稱取8g羧甲基纖維素,150g雙相磷酸鈣粉末,加入400ml無(wú)水乙醇中,以300w超聲波超聲分散25min后過(guò)濾,得濾渣,將濾渣置于干燥箱中,在38℃下干燥3h后轉(zhuǎn)入研缽中研磨,過(guò)200目篩,得復(fù)合粉末,再稱取90g復(fù)合粉末與35ml去離子水混合后裝入模具中,并以4mpa壓力壓制成型,再將模具置于干燥箱中,在108℃下干燥至恒重,冷卻至室溫后脫模,得支架材料,最后稱取4g骨形態(tài)發(fā)生蛋白、4g血小板衍生生長(zhǎng)因子,加入到盛有250mlph為7.4磷酸鹽緩沖液的800ml燒杯中,在36℃下培養(yǎng)1天,得磷酸鹽培養(yǎng)液,再將支架材料浸泡在磷酸鹽培養(yǎng)液中,并將燒杯轉(zhuǎn)入恒溫恒濕箱中,在36℃下培養(yǎng)生長(zhǎng)9天后,將支架材料取出晾干,滅菌,即可得促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料。
實(shí)例3
稱取2kg新鮮牛骨,用去離子水洗滌牛骨5次,再將洗滌后的牛骨加入3l去離子水中,在100℃下蒸煮5h,冷卻至室溫后取出牛骨,并用刮刀去除牛骨表面軟組織,得預(yù)處理牛骨,將預(yù)處理牛骨浸泡在3l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%氫氧化鈉溶液中,在70℃下浸泡8h后,取出牛骨并轉(zhuǎn)入2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%雙氧水中浸泡12h,取出牛骨,得除雜處理牛骨,再將除雜處理牛骨用2l無(wú)水乙醇浸泡清洗2h后轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)干燥箱中,在110℃下干燥至恒重,再將干燥后的產(chǎn)物裝入粉碎機(jī)中粉碎,過(guò)20目篩,得粗品磷酸鈣,再將粗品磷酸鈣裝入馬弗爐中,以10℃/min速率升溫至600℃,煅燒2h后,繼續(xù)升溫至1400℃煅燒8h,再靜置降溫至1100℃煅燒2h,冷卻至室溫后,將煅燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)入球磨機(jī)中,以400r/min轉(zhuǎn)速球磨40min,過(guò)200目篩,得雙相磷酸鈣粉末,稱取10g羧甲基纖維素,200g雙相磷酸鈣粉末,加入500ml無(wú)水乙醇中,以300w超聲波超聲分散30min后過(guò)濾,得濾渣,將濾渣置于干燥箱中,在40℃下干燥4h后轉(zhuǎn)入研缽中研磨,過(guò)200目篩,得復(fù)合粉末,再稱取100g復(fù)合粉末與40ml去離子水混合后裝入模具中,并以5mpa壓力壓制成型,再將模具置于干燥箱中,在110℃下干燥至恒重,冷卻至室溫后脫模,得支架材料,最后稱取5g骨形態(tài)發(fā)生蛋白、5g血小板衍生生長(zhǎng)因子,加入到盛有300mlph為7.4磷酸鹽緩沖液的800ml燒杯中,在37℃下培養(yǎng)2天,得磷酸鹽培養(yǎng)液,再將支架材料浸泡在磷酸鹽培養(yǎng)液中,并將燒杯轉(zhuǎn)入恒溫恒濕箱中,在37℃下培養(yǎng)生長(zhǎng)10天后,將支架材料取出晾干,滅菌,即可得促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料。
對(duì)實(shí)例1~3制得的促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料和聚乳酸-磷酸鈣復(fù)合骨修復(fù)材料(對(duì)比例)進(jìn)行性能測(cè)試,其檢測(cè)結(jié)果如下表:
從上表可以看出,本發(fā)明制得的促進(jìn)骨再生天然骨修復(fù)材料具有較好的骨誘導(dǎo)性及生物相容性,可加速機(jī)體成骨時(shí)間,同時(shí)本發(fā)明骨修復(fù)材料機(jī)械強(qiáng)度高,受力后不易變形。