[發(fā)明專(zhuān)利]明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒及其制備方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810235066.3
• 申請(qǐng)日: 2008-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101401960A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董寅生;張艷;盛曉波;儲(chǔ)成林;郭超;林萍華;浦躍樸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/22
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/22;A61L27/12;A61L27/56;A61K6/08;A61K6/033
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的球狀顆粒材料的制備技術(shù)，具體涉及一種明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒的制備方法。?

二、背景技術(shù)

明膠是一種將膠原三螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為無(wú)規(guī)則鏈而獲得的蛋白質(zhì)，是一種熱水可溶的多肽混合物，因而具有生物可降解性及良好的生物相容性。由于具有良好的成膜性，明膠在口服藥品的膠囊中得到廣泛應(yīng)用；同時(shí)，明膠還具有活化巨噬細(xì)胞和止血作用，可用于制造傷口包扎、止血材料和人造皮膚，以及硬組織修復(fù)用填充材料。單一的明膠，從強(qiáng)度和降解速度上都難以滿足組織工程細(xì)胞培養(yǎng)的需要，將明膠和陶瓷材料復(fù)合，是改善其性能的途徑之一。?

羥基磷灰石(Hydroxyapatite，簡(jiǎn)稱(chēng)HA)是脊椎動(dòng)物骨骼及牙齒中的主要無(wú)機(jī)成分，在骨質(zhì)中，羥基磷灰石大約占60％。人工合成的羥基磷灰石具有與人體骨組織相似的無(wú)機(jī)成分，含有人體組織所必需的鈣和磷元素，植入體內(nèi)后，在體液的作用下，鈣和磷會(huì)游離出材料表面，被機(jī)體組織所吸收，并能與人體骨骼組織形成化學(xué)鍵結(jié)合，生長(zhǎng)出新的組織。因此，羥基磷灰石陶瓷是目前公認(rèn)的具有良好的生物相容性，并具有骨誘引導(dǎo)性，即生物活性。但人工合成的羥基磷灰石通常以粉末狀存在，在應(yīng)用中由于其缺乏粘連性，操作不便，成型不佳，材料植入后常發(fā)生移位和漏出，使其應(yīng)用受到一定限制。若將明膠與羥基磷灰石復(fù)合制備復(fù)合材料，既有天然高分子材料的良好生物相容性和生物可降解性，又有良好的力學(xué)性能，材料的性能將得到很大的改善。明膠-羥基磷灰石復(fù)合材料除用來(lái)制備塊體多孔支架外，也可用于制備顆粒形態(tài)的填充材料。?

微球材料具有很多不規(guī)則顆粒所沒(méi)有的優(yōu)異性能，如高的流動(dòng)性、高的堆積密度、不易團(tuán)聚、填充后不易引起應(yīng)力集中等。目前，在牙根管和拔牙窩的充填、牙周病所致牙槽骨吸收的修復(fù)、牙槽嵴增高、頜骨骨囊腔填塞、萎縮性鼻炎充填、乳突腔充填、整形(如鞍鼻美容)及以人體骨骼其它部位的骨缺損充填中，微球顆粒填充材料得到廣泛應(yīng)用。聚合物基微球顆粒有多種制備方法，常用的有乳化-化學(xué)交聯(lián)法、乳化-溶劑蒸發(fā)法及噴霧干燥法。應(yīng)用這些方法制備的微?球直徑分布范圍較大，填充密度大，應(yīng)用于組織填充時(shí)，顆粒間的孔隙過(guò)少，不利于新生組織的長(zhǎng)入。?

三、發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供了一種具有均一分布顆粒直徑的明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒材料及其制備方法和裝置。?

技術(shù)方案：一種明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒，所述復(fù)合顆粒由明膠-羥基磷灰石懸浮液經(jīng)液滴-冷凝工藝制備，球形顆粒的粒徑為φ0.8～4mm，顆粒本體內(nèi)部為孔徑小于150μm的微孔，微孔之間互通，明膠-羥基灰石復(fù)合球形顆粒的孔隙率為75～92％，羥基磷灰石與明膠的質(zhì)量比為(6～1):(1～5)。?

一種制備明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒的方法，制備步驟為：將明膠溶于55～75℃的蒸餾水中得質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5～25％的明膠溶液，再向明膠溶液中加入納米羥基磷灰石，充分?jǐn)嚢璧玫矫髂z-羥基磷灰石懸浮液，所述納米羥基磷灰石：明膠的質(zhì)量比為(6～1):(1～5)；將上步制備好的明膠-羥基磷灰石懸浮液從管徑為φ0.5～3mm的管子，以10～60滴/min的速度均勻流出，滴入溫度為-(10～20)℃的冷凝液中冷凝，形成球形顆粒；將上步冷凝后的球形顆粒分離、冷凍干燥；將冷凍干燥后的球形顆粒放入質(zhì)量濃度為0.25～2.5％的交聯(lián)劑溶液交聯(lián)處理3～24h，然后用無(wú)水乙醇清洗，得到明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒。?

所述的冷凝液為二甲基硅油或植物油。?

所述的交聯(lián)劑為甲醛、戊二醛或乙二醛中的任意一種。?

一種制備明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形多孔顆粒材料的裝置，所述的裝置由儲(chǔ)料罐和保溫容器組成，在儲(chǔ)料罐頂部設(shè)有加料口，在儲(chǔ)料罐上還設(shè)有壓力表，壓力表與壓力控制閥連接，在儲(chǔ)料罐的底部設(shè)有導(dǎo)液管，在導(dǎo)液管上設(shè)有流量控制閥，保溫容器設(shè)在導(dǎo)液管下方。?

有益效果：本發(fā)明制備的得到明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒：?

(1)在顆粒本體內(nèi)部含有大量的互通微孔，這種顆粒具有較高的比表面積，有利于細(xì)胞的粘附的組織液的流動(dòng)；?

(2)明膠-羥基磷灰石復(fù)合球形顆粒具有均一的粒徑分布，不需要篩分處理即可得到具有相同粒徑的顆粒材料；根據(jù)表面張力公式：?

mg＝2πrσ?

式中：m為液滴質(zhì)量；r為毛細(xì)管外半徑；σ為表面張力；g為重力加速度。當(dāng)明膠溶液的密度和粘度一定時(shí)，在無(wú)外界干擾的條件下，該法可以制備出?球形度好、粒徑均一的球形顆粒。?