[發(fā)明專利]一種介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架支架材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810459567.3
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108355166B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鈺方;田正芳;陳硯美;阮志軍
• 申請（專利權(quán)）人: 黃岡師范學(xué)院
• 主分類號: A61L27/10
• 分類號: A61L27/10;A61L27/18;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/58;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發(fā)明公開了一種介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料及其制備方法。所述制備方法，包括配制介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合打印墨水的步驟；運(yùn)用CAD/CAM計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)支架材料的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的步驟；低溫3D打印技術(shù)制備介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料的步驟。本發(fā)明制備的介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料具有三維連通且可控的大孔結(jié)構(gòu)，力學(xué)強(qiáng)度高，生物相容性良好且能夠促進(jìn)人體骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的增殖、分化和成骨，有望為臨床上大段骨缺損的修復(fù)治療提供新的策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料學(xué)領(lǐng)域，涉及一種骨組織工程支架材料，具體涉及一種介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料。

背景技術(shù)

由骨腫瘤、交通事故等造成的大段骨缺損的修復(fù)治療是臨床上面臨的巨大挑戰(zhàn)。目前，利用骨組織工程支架材料來修復(fù)治療骨缺損被認(rèn)為是解決相關(guān)問題的有效方法之一。通常情況下，骨組織工程支架材料需要具備三維連通的多孔結(jié)構(gòu)、良好的力學(xué)支撐性能、生物降解性能以及生物活性等基本要求。因此，設(shè)計(jì)制備滿足上述基本要求的骨組織工程支架材料是修復(fù)治療骨缺損的重點(diǎn)問題。

介孔生物活性玻璃(MBG)具有大的比表面積和高度有序的介孔孔道，比普通生物玻璃具有更高的生物活性，同時(shí)其介孔結(jié)構(gòu)賦予藥物高效裝載與緩釋特性，具有原位藥物緩釋功能。研究表明，MBG雖然也能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化，誘導(dǎo)新骨再生，但是其降解產(chǎn)物誘導(dǎo)周圍環(huán)境堿性增加，不利于骨細(xì)胞響應(yīng)。金屬有機(jī)框架(Metal-OrganicFramework，英文縮寫MOF)是由金屬離子或團(tuán)簇和有機(jī)配體通過配位自組裝形成的多孔晶體材料，其中部分鐵基、鋅基和鋯基MOF材料具有生物相容性、生物降解性能，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出光明的應(yīng)用前景；同時(shí)，MOF材料降解產(chǎn)物中的有機(jī)配體顯弱酸性，而降解的金屬離子在一定范圍內(nèi)可促進(jìn)骨細(xì)胞響應(yīng)。因此，結(jié)合介孔生物玻璃和金屬有機(jī)框架來制備兼顧結(jié)構(gòu)力學(xué)、生物活性、pH微環(huán)境及骨細(xì)胞響應(yīng)的多孔復(fù)合支架材料，有望用于大段骨缺損的修復(fù)治療應(yīng)用。

低溫3D打印技術(shù)作為新興的快速成型技術(shù)手段，可以精確地控制支架材料的外部形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及孔的連通性。相比其它3D打印技術(shù)，低溫3D打印操作便捷，不需要高溫，對材料的損壞小，可有效用于載藥復(fù)合支架材料的制備。

在現(xiàn)有技術(shù)背景下，運(yùn)用低溫3D打印技術(shù)制備介孔生物玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料，有望為臨床上大段骨缺損的修復(fù)治療提供新的策略。

發(fā)明內(nèi)容

針對骨組織工程支架材料的制備問題，本發(fā)明提供了一種介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料及其制備方法，所述的這種復(fù)合支架材料的制備方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中制備的骨組織工程支架材料不能精確調(diào)控支架材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能、pH微環(huán)境調(diào)控以及生物活性不是很理想等問題。

本發(fā)明提供了一種介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合支架材料的制備方法，包括以下步驟：

1)配制介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架復(fù)合打印墨水的步驟，將介孔生物活性玻璃和金屬有機(jī)框架粉體按一定質(zhì)量比混合均勻，過200～600目的篩網(wǎng)，然后取一定質(zhì)量的混合粉體加入到聚己內(nèi)酯的三氯甲烷溶液中，

攪拌均勻得到打印墨水，然后密封保存；

2)運(yùn)用CAD/CAM計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)介孔生物活性玻璃/金屬有機(jī)框架支架材料的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的步驟，支架材料模型的尺寸為15×15×15

cm及以內(nèi)任何尺寸和形狀，內(nèi)部孔徑為50～1500μm，相鄰兩層墨水走向夾角為0°～180°；