[發(fā)明專利]自發(fā)熒光骨修復(fù)磁性緩釋微球

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310442023.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN103495209A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳景帝;張惠;張玉玨;潘盼盼;張其清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/46
• 分類號(hào): A61L27/46;A61L27/12;A61L27/20;A61L27/54;A61L27/50;B01J13/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于骨填充材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種自發(fā)熒光骨修復(fù)磁性緩釋微球及其制備方法。

背景技術(shù)

創(chuàng)傷、骨組織炎癥及先天性缺陷引起的骨缺損以及骨癌等骨組織疾病在骨科臨床上很常見，單純依靠骨的自我修復(fù)能力比較有限，臨床上常常采用骨移植手術(shù)治療骨組織疾病。因此，骨修復(fù)材料的研究與開發(fā)具有重大意義。近年來，微球、微囊等在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究已經(jīng)得到越來越多的重視。微球是一種以適宜高分子材料為載體制成的球形或類球形微粒，粒徑一般為l～500μm，小的可以是幾納米，大的可達(dá)800μm。

殼聚糖和海藻酸鈉由于其充足的來源和低廉的成本，具備了載藥微球的規(guī)模化研發(fā)需求。二者都是天然多糖，具有良好的生物相容性和生物降解性的特點(diǎn)。海藻酸鈉分子鏈上有大量的羧基，在溶膠狀態(tài)下與二價(jià)金屬陽(yáng)離子共存時(shí)，二價(jià)金屬陽(yáng)離子能夠引發(fā)海藻酸鈉溶液由液相向凝膠相轉(zhuǎn)變。殼聚糖為聚陽(yáng)離子高分子材料，海藻酸鹽為聚陰離子化合物，二者可通過正、負(fù)電荷相互吸引發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成聚電解質(zhì)復(fù)合物半透膜。

淫羊藿苷為傳統(tǒng)中藥淫羊藿的莖葉提取物，研究發(fā)現(xiàn)，淫羊藿苷可使成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線上移，S期細(xì)胞百分率升高，G1期細(xì)胞百分率減少以及BMP-2蛋白表達(dá)量增加，從而促進(jìn)骨的再生。

傳統(tǒng)的交聯(lián)方法大都使用化學(xué)合成類交聯(lián)劑，交聯(lián)劑本身具有相對(duì)較高的細(xì)胞毒性，導(dǎo)致所得的生物材料在植入受體以后，影響正常組織的生長(zhǎng)。京尼平從京尼平甙中分離、提純而獲得的，具有羥基、羧基等多個(gè)活性官能基團(tuán)，可與蛋白質(zhì)、膠原、明膠和殼聚糖等交聯(lián)制備生物材料，是一種優(yōu)良的天然生物交聯(lián)劑，比傳統(tǒng)交聯(lián)劑更具有良好的生物相容性。有關(guān)研究表明，京尼平與殼聚糖交聯(lián)的產(chǎn)物具有自發(fā)熒光的特性。利用京尼平與殼聚糖反應(yīng)產(chǎn)物的熒光特性，開發(fā)了其在復(fù)合微球成像與示蹤以及微球降解過程中結(jié)構(gòu)觀察的潛在應(yīng)用。此外，其熒光特性或許能為研究細(xì)胞與支架材料之間的相互作用，以及觀察細(xì)胞在微球表面的黏附、定位和遷移提供一種有效的手段。?

隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，電磁場(chǎng)的生物學(xué)效應(yīng)越來越受到人們的重視。古代已有利用電磁場(chǎng)治療骨組織疾病的歷史，臨床上電磁場(chǎng)已被廣泛應(yīng)用于治療骨折、骨不連、骨質(zhì)疏松等骨科病癥，并已取得滿意的效果。?成骨細(xì)胞作為骨發(fā)生細(xì)胞，對(duì)于骨損傷的修復(fù)與重建至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)可以通過直接作用于成骨細(xì)胞的DNA，影響基因的表達(dá)和促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖。電磁場(chǎng)基礎(chǔ)研究結(jié)果顯示，外加靜磁場(chǎng)能顯著上調(diào)細(xì)胞分化和新的骨基質(zhì)合成水平，并能夠誘導(dǎo)成骨細(xì)胞長(zhǎng)入植入材料并異位成骨。此外，醫(yī)學(xué)上還常常將電磁場(chǎng)(如高頻電磁場(chǎng))?的熱效應(yīng)用于腫瘤的高溫治療：通過將磁流體注射到腫瘤組織，磁流體在外加交變磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生能量，產(chǎn)生的能量釋放給腫瘤組織，由于腫瘤中的血液供給不如正常組織充足使得腫瘤細(xì)胞中熱量擴(kuò)散較緩慢，造成局部溫度升高，從而達(dá)到殺死腫瘤的目的。

基于目前的基礎(chǔ)研究成果，本研究以治療和修復(fù)骨癌、骨缺損等骨組織疾病為目的，將具有超順磁性的四氧化三鐵納米顆粒復(fù)合到高分子材料中，制成負(fù)載傳統(tǒng)中藥-淫羊藿苷的控緩釋微球并植入骨缺損部位；高分子材料中的超順磁性納米顆粒可以對(duì)外加磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)，在微球內(nèi)部形成無數(shù)微小磁場(chǎng)，對(duì)成骨細(xì)胞形成持續(xù)的微弱磁力刺激，從而有望更好地治療并修復(fù)骨癌、骨缺損等骨組織疾病。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自發(fā)熒光骨修復(fù)磁性緩釋微球及其制備方法，充分考慮了作為植入性骨修復(fù)材料對(duì)細(xì)胞毒性的要求，選用具有優(yōu)良生物相容性和降解性的殼聚糖和海藻酸鈉為原料，并可根據(jù)骨病損處的需要通過調(diào)節(jié)電壓大小來制備不同粒徑的微球。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種自發(fā)熒光骨修復(fù)磁性緩釋微球的制備方法，是采用溶劑熱法合成納米Fe₃O_4?,?將納米Fe₃O₄均勻分散于海藻酸鈉溶液中，同時(shí)復(fù)合對(duì)成骨細(xì)胞具有促進(jìn)增殖和分化作用的傳統(tǒng)中藥-淫羊藿苷；將混合物通過微囊成型裝置（裝置詳見專利CN00218100.2），滴入凝膠浴中形成初級(jí)微球；再將初級(jí)微球浸沒于殼聚糖溶液中，利用殼聚糖和海藻酸鈉的電荷互補(bǔ)特性形成聚電解質(zhì)半透膜，并將復(fù)合微球與京尼平交聯(lián)，制備自發(fā)熒光骨修復(fù)磁性緩釋微球。包括以下步驟：

（1）將?FeCl₃·6H₂O粉末、乙二醇和醋酸鈉，磁力攪拌均勻后，置于反應(yīng)釜中反應(yīng)，所得產(chǎn)物用無水乙醇和去離子水洗滌數(shù)次，離心，真空干燥，得納米磁性Fe₃O₄粉末；