[發明專利]一種膠原復合型45S5生物活性玻璃及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810161753.9
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108245711A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 王由
• 申請（專利權）人: 王由
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/56;A61L27/58
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種膠原復合型45S5生物活性玻璃材料及其制備方法和應用，該材料包括20～50wt％的Ⅰ型膠原纖維絲和50～80wt％的45S5生物活性玻璃，其中，所述Ⅰ型膠原纖維絲為膠原豐富的動物原材料經過清洗、酸解、酶解和再清洗后獲得的無細胞膠原框架，再切割和研磨制得。本發明的膠原復合型45S5生物活性玻璃因為具有生物活性玻璃優良的成骨活性和膠原優良的生物學性能而獲得良好的骨組織修復效果，膠原基質在可塑性45S5生物活性玻璃材料上黏附并有較好的伸展，形成了比較明顯的細胞突觸，細胞與支架結合牢固；其次支架的降解速度應當與骨再生速度相匹配；最后該支架孔隙率可達60～80％以上。

技術領域

本發明涉及生物活性玻璃領域，特別是指一種膠原復合型45S5生物活性玻璃及其制備方法。

背景技術

理想的植骨材料應該具備以下特點：良好的生物相容性、生物可降解性、骨傳導性、骨激發性、較高的孔隙率合適的孔徑范圍、臨床使用方便、足夠的力學強度及合適的彈性模量。生物活性玻璃(Bioglass)由于其良好的生物相容性、良好的骨傳導和骨激發作用而被材料學者所關注。

45S5生物活性玻璃制取：熔融法和溶膠-凝膠法兩種不同制備方法制備的生物活性玻璃自開發以來，各國研究人員對其進行了廣泛而深入的研究。在1969年至1979年間，Hench等人用熔融法制備的生物活性玻璃45S5在鼠的股骨、脛骨、牙槽骨以及犬科動物和靈長類動物的股骨和頜骨上進行了系統性的實驗研究，對生物活性玻璃基體與骨組織界面的鏈接機理、結合強度、玻璃基體的表面化學反應及生物活性進了實驗分析，總體的實驗結果表面生物活性玻璃基體與骨組織發生了穩定的有效結合。

45S5生物活性玻璃由45wt％的SiO₂結合24.5wt％的Na₂O、24.5wt％的CaO和6wt％的P₂O₅組成，在生理環境中具有快速反應性能，玻璃表面發生適當的化學改變，形成硅膠層和富鈣磷層，可誘導生成羥基磷灰石層。硅酸鹽能提高成骨細胞和成纖維細胞產生I型膠原的能力，且對成骨細胞的活力沒有負面影響。無機磷酸鹽是成骨細胞和軟骨細胞的生理調節因子，可誘導骨骼細胞的凋亡、增量調節骨橋蛋白的表達、促進成骨細胞的增值和分化。

生物活性玻璃的機械強度較低，脆性大，尤其是其抗彎強度差。生物玻璃只提供無機羥基磷灰石的原料，膠原是依靠誘導由體內生成。

膠原分為Ⅰ、Ⅱ膠原，其中Ⅰ膠原作為人體骨組織的主要結構蛋白，同時亦為細胞外的主要基質蛋白，具有良好的生物相容性、細胞相容性、可降解性，為細胞的生長提供了良好的環境，是骨組織修復和組織工程支架應用的優良材料。

Ⅰ膠原分為可溶性膠原和不溶性膠原。不溶性的定義是相對的，其不溶的原因與細胞間質成分的相互作用有關。從分子水平已經證實，可溶性膠原是一種弱抗原性材料。膠原的主要抗原位點位于分子的N末端和C末端區域。這兩個肽端具有很大的種屬差異性，起到主要免疫作用。當提取膠原時這兩個區域被選擇性地水解或去除而失活，僅在分子體的三股螺旋結構內部保留微弱的抗原性，且不足以引起明顯的排斥反應，從而大大降低了膠原的抗原性。

交聯在組織成熟過程中進行，在酶的作用下賴氨酰或羥脯氨酰轉變為相應的醛，然后與醛亞氨或羥基形成Schiff堿或醛亞氨型化合物，這種反應自發產生。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題，就是提出一種膠原復合型45S5生物活性玻璃及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種膠原復合型45S5生物活性玻璃，包括重量百分比的如下組分：