本發(fā)明屬于生物醫(yī)學材料領域，具體涉及一種含瓊脂糖醋酸酯的骨修復材料及其制備方法。

背景技術：

有數(shù)據(jù)表明，在美國，每年實施45萬例骨移植手術；2002年，歐洲的骨移植手術有40萬例。據(jù)統(tǒng)計，中國每年新增骨缺損和骨損傷患者近300萬人，并且每年以10％的比例在增加。骨缺損修復重建一直是骨外科、整形外科等領域的常見難題，因此骨修復材料是解決這一問題的研究重點。

骨組織修復材料中，生物陶瓷(羥基磷灰石、β-磷酸三鈣、偏硅酸鈣、珊瑚、珍珠)、生物活性玻璃、骨水泥等無機非金屬生物材料具有良好的力學性能和生物相容性，已在多個醫(yī)療領域獲得豐碩的研究和應用成果，如鼻梁骨、頜面替換，人工股骨頭等。但是無機非金屬生物材料存在加工困難、降解吸收速度慢等缺點。

瓊脂糖醋酸酯具有良好的生物相容性，可降解，能夠提供連續(xù)的結構，易于成型，可實現(xiàn)高孔隙率和高表面積，有望成為骨組織工程領域中理想的修復材料。目前關于將瓊脂糖醋酸酯作為骨修復材料的研究還未見報道。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有無機非金屬類骨修復材料的缺陷，本發(fā)明的首要目的在于提供一種含瓊脂糖醋酸酯的骨修復材料的制備方法，該方法將瓊脂糖醋酸酯與無機非金屬生物材料結合起來，通過致孔劑法將致孔劑分散在瓊脂糖醋酸酯溶液中，并澆鑄成形，待溶劑揮發(fā)后，浸入水中瀝去致孔劑，制備瓊脂糖醋酸酯/無機非金屬生物材料的多孔支架，用作骨組織修復的復合生物材料，從而克服臨床應用中單一骨修復材料的缺點，提升骨修復的應用價值。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制得的骨修復材料，其具有三維多孔層間結構，能保障組織正常愈合所需要的營養(yǎng)供應，同時降解產(chǎn)物具有促進細胞增殖和表達基質(zhì)的作用，而該支架在組織愈合的同時降解消失，使其真正起到促進骨修復的效果。

本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種含瓊脂糖醋酸酯骨修復復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將瓊脂糖醋酸酯溶解于有機溶劑中，質(zhì)量濃度為5～50％；再加入顆粒狀無機非金屬生物材料，質(zhì)量濃度為1～70％；攪拌均勻后，超聲1～30min；

所述的有機溶劑優(yōu)選二甲基亞砜、丙酮、n,n-二甲基乙酰胺、二氯甲烷或三氯甲烷中的一種以上。

所述的瓊脂糖醋酸酯，分子量優(yōu)選5～400kda；若瓊脂糖醋酸酯分子量太小，說明瓊脂糖降解比較厲害，在溶劑中粘性太小，不易成型；瓊脂糖醋酸酯的乙?；窟_到40％時(即羥基完全被取代)，其分子量不超過400kda。

所述的顆粒狀無機非金屬生物材料優(yōu)選羥基磷灰石、β-磷酸三鈣、石珊瑚、珍珠、聚甲基丙烯酸甲酯、磷酸鈣、生物活性玻璃或偏硅酸鈣中的一種以上。

(2)取致孔劑加入到步驟(1)的反應體系中，致孔劑與瓊脂糖醋酸酯的質(zhì)量比為1:30～30:1，攪拌均勻后形成不流動的軟面團狀瓊脂糖醋酸酯溶液/致孔劑混合物；將上述混合物填充至特定形狀的模具中，待溶劑完全揮發(fā)后脫模，室溫下將得到的材料浸泡在蒸餾水中緩慢攪拌溶去致孔劑，若干小時換一次水，直至致孔劑完全溶解，將得到的多孔材料真空干燥后，滅菌，得到骨修復復合材料；

所述的致孔劑優(yōu)選水溶性無機鹽、糖類或冰粒子中的一種以上。

所述的水溶性無機鹽優(yōu)選氯化鈉、酒石酸鈉或碳酸氫銨的一種以上。

所述的糖類優(yōu)選葡萄糖或蔗糖。

所述的致孔劑，粒徑優(yōu)選1μm～1000μm。粒徑小于1μm，制備出的多孔支架孔徑太小，不能夠為細胞黏附、生長和增殖提供較大的比表面積和足夠的空間，不利于營養(yǎng)物質(zhì)的輸送和代謝產(chǎn)物的排出；粒徑大于1000μm，多孔支架孔徑過大，不利于細胞的黏附、生長和增殖；同時支架的力學性能太低，不易成型。

所述的滅菌，采用環(huán)氧乙烷滅菌或者輻照滅菌。

由上述方法制得的骨修復材料，具有三維多孔層間結構，能保障組織正常愈合所需要的營養(yǎng)供應，同時其降解產(chǎn)物具有促進細胞增殖和表達基質(zhì)的作用，而該材料在組織愈合的同時降解消失，使其真正起到促進骨修復的效果，可以作為支架應用在骨修復過程中。

本發(fā)明將瓊脂糖醋酸酯與無機非金屬生物材料結合起來，通過致孔劑法將致孔劑分散在瓊脂糖醋酸酯溶液中，并澆鑄成形，待溶劑揮發(fā)后，浸入水中瀝去致孔劑，致孔劑所占的空間變?yōu)榭紫叮粗苽涑龊傊谴姿狨サ墓切迯筒牧?。這既有助于提高瓊脂糖醋酸酯的力學強度和材料的成骨活性，又有助于上述無機非金屬材料的加工。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果：

(1)本發(fā)明方法得到的骨修復材料，可使愈合區(qū)組織的營養(yǎng)供應不受影響，維持組織的正常愈合機制，同時其降解產(chǎn)物具有促進細胞增殖和表達基質(zhì)的作用，而該材料在組織愈合的同時降解消失，使其真正起到促進組織修復的效果。

(2)本發(fā)明方法簡便易操作，適用范圍廣，通過改變瓊脂糖醋酸酯和致孔劑的比例、致孔劑的尺寸等即可對支架的孔隙率、比表面積、孔徑大小等進行調(diào)節(jié)。

(3)本發(fā)明方法成本低，同時提高了瓊脂糖及其衍生物的附加價值，有助于大型海藻的種植(瓊脂糖從大型海藻中提取)，有利于近海海域富養(yǎng)的生態(tài)修復。

(4)本發(fā)明的骨修復材料應用時操作方便，兼具良好的機械性能和生物相容性，降解時間與骨組織修復時間相匹配。

附圖說明

圖1為實施例1所制得的骨修復材料的sem圖。

圖2為實施例2所制得的骨修復材料培養(yǎng)細胞的sem圖。

圖3為實施例3所制得的骨修復材料修復sd大鼠顱骨缺損修復8周后micro-ct三維重建圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

一種骨修復材料的制備方法，包括以下步驟：

1、將瓊脂糖醋酸酯溶解于二甲基亞砜和丙酮的混合溶劑中，質(zhì)量濃度為10％，其中二甲基亞砜與丙酮的體積比為1:1。

2、稱取β-磷酸三鈣加入到瓊脂糖醋酸酯溶液中，其質(zhì)量濃度為20％，攪拌均勻后，超聲1min～30min。

3、稱取氯化鈉粒子(篩分后的尺寸為100μm～500μm)加入上述溶液中，氯化鈉與瓊脂糖醋酸酯的質(zhì)量比為1:1，攪拌均勻后形成不流動的軟面團狀醋酸酯溶液/氯化鈉粒子混合物。

4、填充至所需形狀的模具中，待溶劑完全揮發(fā)后脫模，室溫下將得到的支架浸泡在蒸餾水中緩慢攪拌溶去氯化鈉粒子，每5h換一次水，并用agno3溶液檢驗殘余的氯化鈉，至不再有白色沉淀產(chǎn)生為止。

5、得到的多孔支架真空干燥24h后，環(huán)氧乙烷滅菌備用。所制得的骨修復材料的sem圖見圖1。

實施例2

一種骨修復材料的制備方法，包括以下步驟：

1、將瓊脂糖醋酸酯溶解于n,n-二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶劑中，質(zhì)量濃度為20％，其中n,n-二甲基乙酰胺與丙酮的體積比為1:2。

2、稱取羥基磷灰石加入到瓊脂糖醋酸酯溶液中，其質(zhì)量濃度為30％，攪拌均勻后，超聲1min～30min。

3、稱取酒石酸鈉粒子(篩分后的尺寸為200μm～400μm)加入上述溶液中，酒石酸鈉與瓊脂糖醋酸酯的質(zhì)量比為1:30，攪拌均勻后形成不流動的軟面團狀醋酸酯溶液/酒石酸鈉粒子混合物。

4、填充至所需形狀的模具中，待溶劑完全揮發(fā)后脫模，室溫下將得到的支架浸泡在蒸餾水中緩慢攪拌溶去酒石酸鈉粒子，每5h換一次水，至不再有酒石酸鈉粒子存在為止。

5、得到的多孔支架真空干燥24h后，輻照滅菌備用。

擴增sd大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞100萬，種于支架上，風干3～4小時細胞粘附后加細胞培養(yǎng)液(低糖dmem+10％fbs+1％雙抗)，結果如圖2，一周后骨髓間充質(zhì)干細胞生長良好。

實施例3

一種骨修復材料的制備方法，包括以下步驟：

1、將瓊脂糖醋酸酯溶解于二甲基亞砜和丙酮的混合溶劑中，質(zhì)量濃度為20％，其中二甲基亞砜與丙酮的體積比為1:3。

2、稱取石珊瑚粉末加入到瓊脂糖醋酸酯溶液中，其質(zhì)量濃度為40％，攪拌均勻后，超聲1min～30min。

3、稱取氯化鈉粒子(篩分后的尺寸為200μm～500μm)加入上述溶液中，氯化鈉與瓊脂糖醋酸酯的質(zhì)量比為30:1，攪拌均勻后形成不流動的軟面團狀醋酸酯溶液/氯化鈉粒子混合物。

4、填充至所需形狀的模具中，待溶劑完全揮發(fā)后脫模，室溫下將得到的支架浸泡在蒸餾水中緩慢攪拌溶去氯化鈉粒子，每5h換一次水，并用agno3溶液檢驗殘余的氯化鈉，至不再有白色沉淀產(chǎn)生為止。

5、得到的多孔支架真空干燥24h后，輻照滅菌備用。

sd大鼠顱骨缺損模型，顱骨缺損直徑8mm，植入本實施例制得的石珊瑚復合支架，結果如圖3，8周后復合支架具有良好的骨引導和骨誘導作用，加快骨修復的進程，有效改善骨修復的質(zhì)量。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。