[發明專利]一種增強型生物活性玻璃支架及其制備方法

在審

• 申請號: 201510869744.1
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105435303A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 陳曉峰;葛倩倩
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61L27/10
• 分類號: A61L27/10;A61L27/20;A61L27/18;A61L27/54;A61L27/50;B29C67/00;B33Y10/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及組織工程支架領域，具體涉及一種可承受一定壓力的骨缺損和骨萎縮修復的增強型生物活性玻璃支架及其制備方法。

背景技術

生物活性玻璃具有優良的骨誘導和骨修復效果，目前已經實現粉體的形貌和粒徑的可控制備，并廣泛應用于骨缺損的修復。然而對于大面積的骨缺損修復或需要骨骼形態重塑的骨修復，生物活性玻璃粉體不能滿足臨床要求。組織工程支架可實現大面積骨缺損和骨萎縮的修復，其中3D打印技術在三維多孔支架的制備方面有著明顯的優勢，它可以根據預先設定的幾何形貌和內部結構，逐層打印出個性化的高孔隙率的孔連通性100%的三維多孔支架。然而目前的3D打印生物活性玻璃支架存在抗壓強度和抗水散性能差的缺點，不能滿足具有一定壓力部位的骨修復。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增強型生物活性玻璃支架及其制備方法。一種機械性能有所加強的生物活性玻璃支架，克服目前采用3D打印技術制備的生物活性玻璃支架機械性能和抗水散性能較差的缺點。

為達到上述目的，本發明的解決方案如下。

一種增強型生物活性玻璃支架的制備方法，該方法制備步驟如下：

1）將生物活性玻璃粉體與粘結劑加入無水乙醇中，混合均勻后加入去離子水得到可擠出的漿料；

2）在打印溫度下按照設定好的程序打印出支架；

3）將支架在25~60°C下干燥后，在支架表面噴涂支架增強處理液，干燥后得到增強型生物活性玻璃支架。

進一步地，步驟1）所述生物活性玻璃粉體為采用溶膠-凝膠制備的納米級球形粉體。

進一步地，步驟1）所述粘結劑為甲基纖維素、聚乙烯醇和殼聚糖中的任意一種。

進一步地，步驟1）所述生物活性玻璃粉體與粘結劑的質量比為10:1~25:1。

進一步地，步驟2）所述打印溫度隨漿料的性質控制在10~60°C。

進一步地，步驟2）所述打印所用針頭直徑為0.41μm。

進一步地，步驟3）所述支架增強處理液為pH=7的磷酸鹽緩沖溶液，濃度為3~6mol/L。

進一步地，向步驟3）的支架增強處理液中加入質量分數為1~8%的海藻酸鈉。

由以上所述的制備方法制得的一種增強型生物活性玻璃支架。

上述的一種增強型生物活性玻璃支架應用于承受一定壓力的骨缺損和骨萎縮的修復。

更進一步地，一種增強型生物活性玻璃支架的制備方法，包括以下步驟：

(1)將生物活性玻璃粉體與粘結劑加入無水乙醇中，采用球磨的方法使其混合均勻。在混合均勻后的體系中加入一定量的去離子水，使粘結劑迅速溶解，攪拌后得到漿料。

優選的，步驟(1)中所用的生物活性玻璃粉體為采用溶膠-凝膠制備的納米級球形粉體。

優選的，步驟(1)中粘結劑為甲基纖維素，更優選的，所述生物活性玻璃粉體與粘結劑的質量比為10:1~25:1；

(2)將生物活性玻璃漿料移入3D打印機料筒中，按照預先設計好的程序在10~60°C的溫度范圍內打印不同設置參數的支架。

優選的，步驟(2)中打印所用針頭直徑為0.41μm。

優選的，步驟(2)中打印所用溫度為室溫。

(3)將支架干燥后，在其表面噴涂3~6mol/L、pH=7的磷酸鹽緩沖溶液，干燥后得到增強型生物活性玻璃支架。

優選的，步驟(3)中支架增強處理液為4mol/L的磷酸鹽緩沖溶液，更優選的，在4mol/L的磷酸鹽緩沖溶液中加入質量分數為4%的海藻酸鈉。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明所述的增強型生物活性玻璃支架可根據打印設置制備不同纖維粗細、不同孔隙率等參數。

(2)本發明所述的增強型生物活性玻璃支架抗壓強度可超過20MPa，可應用于承受一定壓力的骨缺損和骨萎縮的修復。

附圖說明

圖1是本發明實施例1、2、3中生物活性玻璃支架的3D顯微鏡照片；

圖2是本發明實施例1中單純生物活性玻璃支架(a)與噴涂支架增強處理液生物活性玻璃支架(b)的三維重建圖；

圖3是本發明實施例1中單純生物活性玻璃(a)與噴涂支架增強處理液生物活性玻璃支架(b)在相同的放大倍數下的掃描電鏡圖；

圖4是本發明實施例1中未噴涂與噴涂支架增強處理液的生物活性玻璃的X射線衍射(XRD)圖；

圖5是本發明實施例1中未噴涂與噴涂支架增強處理液的生物活性玻璃的抗壓強度對比圖。

具體實施方式