[發(fā)明專利]一種生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910192197.2
• 申請(qǐng)日: 2009-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101642589A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉峰;謝林;王迎軍;孟永春;苗國(guó)厚;趙娜如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/42
• 分類號(hào): A61L27/42;A61L27/54;A61L27/56;A61L27/10;A61L27/20
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 盛佩珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的人工骨修復(fù)材料制備技術(shù)，具體是指一種生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)外臨床醫(yī)學(xué)中骨缺損修復(fù)需求的日益增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外生物復(fù)合材料領(lǐng)域取得了許多研究進(jìn)展。近年來(lái)針對(duì)傳統(tǒng)骨修復(fù)材料存在問(wèn)題的研究發(fā)展迅速。雖然生物活性玻璃是一種具有優(yōu)良生物相容性及生物活性的無(wú)機(jī)類生物活性材料，它能夠在植入部位迅速發(fā)生一系列表面反應(yīng)，形成與骨和軟組織都能產(chǎn)生良好結(jié)合的碳酸羥基磷灰石層，但是它沒(méi)有三維立體多孔結(jié)構(gòu)，因此不是最理想的骨組織修復(fù)支架材料。因?yàn)椋S立體多孔結(jié)構(gòu)才有利于細(xì)胞黏附增殖、細(xì)胞外基質(zhì)沉積、營(yíng)養(yǎng)和氧氣進(jìn)入及代謝產(chǎn)物排出，也利于血管和神經(jīng)長(zhǎng)入。為此，近年來(lái)，科學(xué)家們對(duì)以生物活性玻璃為原料制備多孔支架材料進(jìn)行了廣泛研究。目前多孔支架材料的常見(jiàn)制備方法有添加造孔劑法、發(fā)泡法等。其中添加造孔劑法難以得到高的孔隙率，并且易造成支架材料的孔徑分布不均勻；而發(fā)泡法則很難控制氣孔的分布，并且多孔體的機(jī)械強(qiáng)度往往不高。

然而，有機(jī)泡沫浸漬法制備工藝簡(jiǎn)單，制備的多孔材料孔隙率高，孔徑大小容易調(diào)控，而且具有開(kāi)孔三維網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，能較好的滿足骨組織工程支架材料對(duì)多孔結(jié)構(gòu)的要求，所以近年來(lái)從事該方法研究和應(yīng)用的人也很多。但是利用該方法制備溶膠凝膠法生物玻璃多孔支架材料的卻鮮有報(bào)道，更未見(jiàn)工業(yè)化應(yīng)用的任何報(bào)道。主要原因是所制備的多孔支架材料的力學(xué)強(qiáng)度不夠，難以滿足對(duì)組織缺損部位提供支撐的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種制備過(guò)程形狀、孔隙率、孔徑分布容易調(diào)控，能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料的制備方法，所制備的生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料具有三維網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，其力學(xué)強(qiáng)度、生物相容性和生物活性良好。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料的制備方法，采用灌注法將殼聚糖與泡沫浸漬法制備的溶膠凝膠生物活性玻璃多孔支架材料進(jìn)行復(fù)合，該方法包括如下步驟及其工藝條件：

步驟一：泡沫浸漬法制備純生物活性玻璃支架材料

(1)將溶膠凝膠法制備的CaO-P₂O₅-SiO₂系生物活性玻璃進(jìn)行球磨，并過(guò)篩，取粒徑不大于15μm的生物活性玻璃粉末待用；

(2)在100重量份的去離子水中加入3～5重量份的親水性有機(jī)粘結(jié)劑，用60℃～100℃恒溫水浴加熱，并劇烈攪拌，待粘結(jié)劑完全溶解后加入30～50重量份、過(guò)篩后的粒徑不大于15μm的生物活性玻璃粉體，劇烈攪拌1～2小時(shí)制成漿料，將所得漿體經(jīng)10～30分鐘超聲波震蕩混合均勻；

(3)將與所需骨缺損修復(fù)材料形狀相同的聚氨酯泡沫模板浸漬到上述漿料中，待浸漬完全后，擠出模板孔隙內(nèi)充填的漿料，而保持模板孔筋上涂覆有漿料，經(jīng)浸漬成型后的泡沫坯體在室溫下干燥1～2天，再于30℃～60℃下干燥1～2天，然后再用上述方法浸漬、干燥至少2次；

(4)將上述浸漬成型后的泡沫坯體放在耐火材料板上，以2℃～5℃/分鐘的升溫速率升溫至300℃～400℃，保溫3～5小時(shí)，再以2℃～5℃/分鐘的升溫速率升溫至1000℃～1100℃，保溫3～5小時(shí)，最后隨爐冷卻，即制得純生物活性玻璃支架材料；

步驟二：殼聚糖溶液的制備

將殼聚糖溶入0.1～0.3mol/L的乙酸溶液中制成質(zhì)量百分比濃度為1～4％的殼聚糖溶液，并將其混合均勻待用；

步驟三：灌注法復(fù)合

先將上述步驟一制備的純生物活性玻璃支架材料浸入步驟二制備的殼聚糖溶液中進(jìn)行灌注，再通過(guò)真空處理，直至支架材料中不再有氣泡冒出時(shí)，迅速取出，放入低于-20℃的低溫冰箱冷凍2～3天，最后將冷凍的支架材料取出后進(jìn)行冷凍干燥，即制得具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、生物相容性和生物活性的生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料。

為了更好地實(shí)施本發(fā)明，所述親水性有機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)選聚乙烯醇。

所述耐火材料板為氧化鋯或氧化鋁耐火材料板。

步驟三所述真空處理是采用循環(huán)水真空泵。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效益：

1、本發(fā)明所制得的生物活性玻璃/殼聚糖復(fù)合多孔支架材料的形狀與聚氨酯泡沫模板的形狀相同，所以可以根據(jù)骨缺損修復(fù)材料所需不同形狀制備不同形狀的聚氨酯泡模板，得到不同形狀的支架材料，以適應(yīng)不同部位和形狀的骨缺損修復(fù)。