[發明專利]明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒及其制備方法和裝置

無效

• 申請號: 200810235079.0
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN101401963A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 董寅生;熊培培;盛曉波;儲成林;郭超;林萍華;浦躍樸
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61L27/22
• 分類號: A61L27/22;A61L27/12;A61L27/56;A61K6/08;A61K6/033
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

一、技術領域

本發明屬于一種應用于生物醫學領域的球狀顆粒材料的制備技術，具體涉及 一種明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒及其制備方法和裝置。

二、背景技術

現有技術：明膠是一種將膠原三螺旋結構轉化為無規則鏈而獲得的蛋白質， 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用；同時，明膠還具 有活化巨噬細胞和止血作用，可用于制造傷口包扎、止血材料和人造皮膚，以及 硬組織修復用填充材料。單一的明膠，從強度和降解速度上都難以滿足組織工程 細胞培養的需要，將明膠和陶瓷材料復合，是改善其性能的途徑之一。

β-磷酸三鈣(β-TCP)是生物降解或生物吸收型生物活性陶瓷材料之一，當它 被植入人體后，降解產生的Ca、P能進入活體循環系統，有助于新骨形成，它 可作為人體硬組織如牙和骨的理想替代材料，具有良好的可生物降解性、生物相 容性和生物無毒性。因此，β-磷酸三鈣是一種較為理想的硬組織修復材料。人工 合成的β-磷酸三鈣通常以粉末狀存在，若將明膠與β-磷酸三鈣復合制備復合材 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，又有良好的力學性 能，材料的性能將得到很大的改善。明膠-β-磷酸三鈣復合材料除用來制備塊體 多孔支架外，也可用于制備顆粒形態的填充材料。

微球材料具有很多不規則顆粒所沒有的優異性能，如高的流動性、高的堆積 密度、不易團聚、填充后不易引起應力集中等。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、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用。聚合物基微球顆粒有多種制備方法，常用的有乳化 -化學交聯法、乳化-溶劑蒸發法及噴霧干燥法。應用這些方法制備的微球直徑分 布范圍較大，填充密度大，應用于組織填充時，顆粒間的孔隙過少，不利于新生 組織的長入。

三、發明內容

本發明針對上述技術缺陷，提供了一種明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒及其 制備方法和裝置，可以制備具有均一分布顆粒直徑的明膠-β-磷酸三鈣復合顆粒。

本發明的技術方案為：一種明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒，其特征在于所 述的明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒中β-磷酸三鈣與明膠的質量比為(6～1)：(1～ 5)，球形顆粒的粒徑為φ0.8～4mm，顆粒本體內部為孔徑小于150μm的微孔，微 孔之間互通，明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒的孔隙率為75～92％。

一種制備所述明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒的制備方法，制備步驟為：

第一步，按稱取占溶液總質量5～25％的明膠溶解于蒸餾水中，按β-磷酸三 鈣與明膠的質量比為(6～1)：(1～5)稱取納米β-磷酸三鈣；

第二步，在明膠溶液中加入納米β-磷酸三鈣，充分攪拌得到明膠-β-磷酸三鈣 懸浮液；

第三步，將第二步制備好的明膠-β-磷酸三鈣懸浮液從管徑為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；所述的冷凝液為二甲基硅油或植物油。

第四步，將第三步冷凝后的球形顆粒分離、冷凍干燥；將冷凍干燥后的球形 顆粒放入質量濃度為0.25～2.5％的交聯劑溶液交聯處理3～24h，然后用無水乙 醇清洗，得到明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒。所述的交聯劑為甲醛、戊二醛、 乙二醛中的任意一種。

采用本發明所述的液滴-冷凝法制備微球顆粒，殼聚糖-β-磷酸三鈣復合球形 多孔顆粒材料的制備裝置主要由加料口、壓力表、壓力控制閥、儲料罐、流量控 制閥、導液管、冷凝液和保溫容器組成。

制備好的漿料從加料口加入儲料罐，通過壓力表和壓力控制閥控制儲料罐中 的壓力，以保證漿料從導液管均勻流出。從導液管流出的漿料在管口處長大到一 定體積后滴落，在下落過程中，由于表面張力的作用形成球狀，而后進入保溫容 器內的冷凝液冷凝，形成球形顆粒。根據表面張力公式：

mg＝2πrσ

式中：m為液滴質量；r為毛細管外半徑；σ為表面張力；g為重力加速度。當 殼聚糖溶液的密度和粘度一定時，在無外界干擾的條件下，該法可以制備出球形 度好、粒徑均一的球形顆粒。

有益效果：本發明制備的得到明膠-β-磷酸三鈣復合球形顆粒：