專利名稱：一種促骨再生修復(fù)的可注射復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水凝膠-生物活性無機微?？勺⑸鋸?fù)合物骨修復(fù)材料、制備方法
及用途，屬于生物醫(yī)用材料和再生醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著日益嚴(yán)峻的人口膨脹和老齡化時代的來臨，骨質(zhì)疏松癥引發(fā)的骨損傷治療成 為各個國家的重要議題。骨質(zhì)疏松的基本特征是骨密度下降和骨脆性顯著提高，脊柱、股 骨、腕骨等部位骨內(nèi)微損傷、骨折以及大面積骨缺損的風(fēng)險性大大增加。
目前，國內(nèi)外尚無特別有效的骨質(zhì)疏松癥治療藥物，主要以預(yù)防為主。長期以來，
骨質(zhì)疏松性骨折和骨缺損的治療以金屬或合金材料內(nèi)固定、關(guān)節(jié)置換等為主，不宜置換術(shù)
的病人采用牽引復(fù)位等保守治療。但是，骨折延遲愈合或者骨不連、內(nèi)固定失敗等常見問題
造成患者長期臥床，并導(dǎo)致大量并發(fā)癥，因而其致殘率和死亡率一直居高不下。 近幾年來，微創(chuàng)內(nèi)固定手術(shù)因其創(chuàng)口小、減少失血等優(yōu)點在臨床上逐漸受到重視，
但是內(nèi)固定材料的生物活性設(shè)計仍停留在內(nèi)固定與置換金屬類材料表面改性，促進(jìn)骨折斷
裂面愈合的效果并不明顯。因此，加快研制能促進(jìn)骨折愈合的新材料和探索骨質(zhì)疏松性骨
折、骨缺損治療的新模式，縮短治療時間，避免并發(fā)癥的發(fā)生，是降低死亡率并徹底治愈骨
質(zhì)疏松骨折的有效途徑。 促進(jìn)骨質(zhì)疏松性骨折愈合和缺損修復(fù)對生物材料的物理化學(xué)和生物學(xué)特性提出 了非常高的要求，一方面，要求植入材料具有快速的降解性，以滿足新生骨張入；另一方面， 要求材料具有優(yōu)越的生物活性，能快速誘導(dǎo)骨再生，促進(jìn)骨折斷面骨愈合；此外，對植入材 料遞送到骨折斷裂面和缺損處的技術(shù)要求較高，要求材料具有高度流變性，能通過注射等 途徑讓材料進(jìn)入缺損內(nèi)任意狹小空缺部位，形成均勻充填。目前，骨缺損填充修復(fù)用常規(guī)材 料的生物活性差，以致密性微納米顆粒構(gòu)筑的材料還存在骨再生與材料降解速率難匹配， 磷酸鈣自固化材料注入骨折斷面后引起血栓等問題，因此目前臨床上單純的磷酸鈣陶瓷和 自固化材料、生物玻璃大顆粒填充材料等均無法滿足骨質(zhì)疏松性骨折和缺損修復(fù)治療的要 求。 多孔磷酸八鈣(Ca8(HP04)2(P04)4 5H20)是近幾年來逐漸受到廣泛重視的一種介
穩(wěn)型磷酸鈣鹽，研究顯示，這種磷酸鈣鹽是人體骨齒組織磷灰石的前驅(qū)體物質(zhì)，在生理環(huán)境
中降解性比磷酸三鈣和羥基磷灰石都更為優(yōu)良。最近幾年來的大量動物模型和體外實驗
研究結(jié)果顯示，磷酸八鈣植入材料不僅比磷酸三鈣和羥基磷灰石具有更為優(yōu)越的生物可降
解性和生物活性(0. Suzuki, et al. Curr. Med. Chem. 2008， 15,305-313)，并具有促進(jìn)骨髓
間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化的誘導(dǎo)活性潛力(P. Habibovic， et al. J Mater Sci Mater
Med. 2004 15， 373-80 ;T. Anada， et al. Tissue Eng. Part A. 2008， Jun， 965-978.)。在磷酸
八鈣中摻入硅、鍶、鋅、鎂等微量元素后可望能改善材料的生物活性、生物降解性和骨缺損
修復(fù)效果，它們在調(diào)節(jié)骨骼代謝、增進(jìn)骨強度中發(fā)揮不可替代的生物功效。 海藻酸鈉是一種帶負(fù)電荷密度很高的水溶性聚電解質(zhì)多糖，具有良好的降解性和生物相容性，已被大量用于組織工程支架和藥物包埋材料。殼聚糖是一種天然的聚陽離子
多糖，易降解且產(chǎn)物無毒性，其降解又可為細(xì)胞及組織的長入提供空間，從而可以促進(jìn)新骨
的生成。這兩種物質(zhì)調(diào)和形成的高含水率水凝膠具有優(yōu)越的流變性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 根據(jù)現(xiàn)有臨床應(yīng)用文獻(xiàn)報道和生物材料研究進(jìn)展的最新知識來看，迫切需要探索
由高生物活性組元與類似細(xì)胞外基質(zhì)的復(fù)合材料系統(tǒng)，研制在化學(xué)組成和生物學(xué)性能上均
能滿足臨床上骨質(zhì)疏松患者人體骨內(nèi)微損傷、骨折以及大面積骨缺損快速愈合、完全修復(fù)
更為理想的活性材料，這樣的材料具備類似骨組織的高孔率凝膠態(tài)細(xì)胞外基質(zhì)和無機礦物
的化學(xué)成分，尤其是多種微量元素的復(fù)合，從而具備在細(xì)胞及分子水平上實現(xiàn)對成骨相關(guān)
(干)細(xì)胞增殖和分化的主動調(diào)控，激活與骨再生相關(guān)的基因快速表達(dá)，實現(xiàn)在宿主分子、
細(xì)胞和組織上接受攝取或植入提供的活性物質(zhì)準(zhǔn)確調(diào)控和應(yīng)答，并且多種微量元素能協(xié)同
調(diào)控材料降解性，以達(dá)到骨缺損再生修復(fù)協(xié)同匹配的最佳效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有細(xì)胞外基質(zhì)凝膠多孔網(wǎng)絡(luò)微結(jié)構(gòu)、并含多種微量元 素明顯促進(jìn)骨質(zhì)疏松性骨折快速愈合和骨缺損再生修復(fù)的微創(chuàng)治療型可注射復(fù)合材料及 其制備方法。 本發(fā)明的促骨再生修復(fù)的可注射復(fù)合材料，是由海藻酸鈉、殼聚糖、多元微量元素 協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔微球、生物活性玻璃納米顆粒為組元經(jīng)去離子水和細(xì)胞培養(yǎng)液調(diào)制復(fù) 合制備而成，其組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為
海藻酸鈉




0. 10 0. 50% 0. 01 0. 20% 5 30% ; 0. 05 0. 50%
多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔微球 生物活性玻璃
細(xì)胞培養(yǎng)液 25 55%;
去離子水 30 45%，上述組分之和為100%。
上述的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣是鋅、鍶、鎂和硅至少兩種協(xié)同摻雜的磷酸 八鈣、羥基磷灰石或者兩者的復(fù)合物，磷酸鈣多孔微球以氧化物形式表示的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含
-55% 44% 0. 3% 5. 5%
3. 5%
4. 5%
8%，上述組分之和為100X，且Si02、Zn0、Mg0和Sr0至少兩種物質(zhì)
40
38 -0 0 0 0 3 Ca0 P205 Si02 Sr0 Zn0 Mg0 H20 不同時為0。 上述的生物活性玻璃以氧化物形式表示的摩爾百分?jǐn)?shù)含 Ca0 32 50% PA 0 12%
〖為
5
Si02 40 56%
b203 0 12%
Na20 3 8% 所說的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸f丐多孔微球的粒徑為5 600 m ;所說的生物 活性玻璃顆粒粒徑為50 800nm。 本發(fā)明的促骨再生修復(fù)的可注射復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
1)將含Si032—、P043—的無機鹽按摩爾比1 : 10加入聚天冬氨酸鈉或聚丙稀酸鈉水 溶液中，控制磷酸鈉濃度為1 10%，將此磷酸鈉混合溶液維持在37 6(TC，并調(diào)節(jié)混合 溶液的pH值為4. 8 7. 0，，再將含Ca2+、 Sr2+、 Zn2+和Mg2+至少兩種離子的溶液滴加到磷酸 鈉混合溶液中，滴加離子的總摩爾數(shù)與Si032—和P043—的總摩爾數(shù)之比為8 : 6，滴加完畢后 維持溶液溫度并連續(xù)攪拌陳化0 1000分鐘，然后過濾析出的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸 鈣微球，并用去離子水和無水乙醇依次洗滌，然后過濾、真空干燥，備用； 2)按反應(yīng)產(chǎn)物Ca0 : P205 : sio2 : b2o3 :化20摩爾之比32 50 : o i2 : 40
56 : 0 12 : 3 8稱量適量硝酸鈣、磷酸三乙S旨、正硅酸乙S旨、硼酸和硝酸鈉，依次加入 乙醇中充分反應(yīng)，并在6(TC下陳化，然后在550 70(TC下煅燒，得到生物活性玻璃納米粉 體，稱量0. 05 0. 15g生物活性玻璃納米顆粒分散到2 6g細(xì)胞培養(yǎng)液中制得懸浮液，備 用； 3)室溫下稱量適量海藻酸鈉粉末充分?jǐn)嚢枞芙庥诤?00ppm Ca2+和50ppmSr2+的 水溶液中，使其成為濃度為5g/L的海藻酸鈉水凝膠，備用； 4)室溫下稱量適量殼聚糖粉末并加入5g/L乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢枋蛊涑蔀闈舛?為20g/L殼聚糖溶液，備用； 5)稱量1 3g按步驟1)制備的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣微球，并加入到 6g按步驟3)制備的海藻酸鈉水凝膠中，攪拌均勻后，將步驟4)配制的殼聚糖溶液0.5 1. Og緩慢滴入到該水凝膠中，攪拌均勻，再加入步驟2)制得的懸浮液，攪拌均勻，得到水凝 膠_生物活性無機微粒復(fù)合物的可注射骨修復(fù)材料。 本發(fā)明中，對摻雜硅、鋅、鍶和鎂活性元素所使用的可溶性無機鹽均不存在嚴(yán)格種 類限制， 一般含Ca2+的無機鹽是Ca(CH3COO)2 H20、 Ca(N03)2和CaCl2中的一種或三者間的 任意組合；含P043—的無機鹽是Na3P04、 Na2HP04 2H20和NaH2P04 12H20中的一種或三者間 的任意組合；所說的含Si032—的無機鹽采用Na2Si03 ;含Sr2+無機鹽采用SrCl2和Sr (N03) 2中 的一種或兩者間的任意組合，含Zn2+無機鹽采用ZnCl2和Zn(N03)2中的一種或兩者間的任 意組合；含Mg2+無機鹽采用MgCl2和Mg(N03)2中的一種或兩者間的任意組合。
本發(fā)明的有益效果在于 本發(fā)明的可注射骨修復(fù)材料，制作工藝簡單，各組分比例經(jīng)優(yōu)化設(shè)計使其適于微 創(chuàng)注射應(yīng)用，同時良好的流變性使其能適應(yīng)不同形狀的骨折斷面和骨缺損空隙充填。按此 方法制備的有機_無機復(fù)合修復(fù)材料不僅具備類似細(xì)胞外水凝膠態(tài)基質(zhì)的高含水率凝膠 網(wǎng)絡(luò)，而且含有鍶、鋅、鎂和硅多元微量元素生物活性離子，其凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)酸堿性由生物活 性玻璃溶出的弱堿性離子調(diào)節(jié)，滿足了成骨性細(xì)胞遷移、粘附、生長和增殖分化的微環(huán)境； 其次，高度含水的水凝膠多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于營養(yǎng)物質(zhì)傳輸和新生骨內(nèi)生長，尤其是由低 含量海藻酸鈉、殼聚糖組分與多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔性微球、高比表面生物玻璃納米粒復(fù)合形成的復(fù)合材料具有快速降解特性，可為骨折快速愈合和新生骨長入提供空 間。此外，水凝膠基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)海藻酸鈉、殼聚糖中陰、陽離子基團對磷酸鈣微球和生物玻 璃溶出的無機離子產(chǎn)生吸附作用，為細(xì)胞內(nèi)生長提供了最適宜促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化的活性 離子劑量，從而優(yōu)化了新骨再生的生物活性。本發(fā)明的可生物降解的注射型無機微納米 粒-水凝膠復(fù)合物骨修復(fù)材料，在骨質(zhì)疏松癥人體內(nèi)各種骨內(nèi)微損傷、骨折和骨缺損再生 修復(fù)中具有廣泛應(yīng)用的前景。


圖1為本發(fā)明的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣X射線衍射圖譜，圖中(a)為含Mg， Zn， Sr和Si微量元素的材料，陳化10分鐘；(b)為含Mg， Zn和Sr微量元素的材料，陳化240 分鐘；(c)為含Mg和Zn微量元素材料的材料，陳化360分鐘；(d)為含Mg和Zn微量元素材 料的材料，陳化1000分鐘。 圖2為本發(fā)明的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣掃描電鏡照片，圖中(a)為含Mg， Zn， Sr和Si微量元素的材料，陳化10分鐘；(b)為含Mg， Zn和Sr微量元素的材料，陳化240 分鐘；(c)為含Mg和Zn微量元素材料的材料，陳化360分鐘。 圖3為復(fù)合材料的掃描電鏡照片，圖中(a)為含Mg， Zn， Sr和Si摻雜微球的復(fù)合 材料照片；(b)為含Mg， Zn和Sr摻雜微球的復(fù)合材料照片；(c)為含Mg， Zn，和Sr摻雜微球 的復(fù)合材料照片。 圖4為復(fù)合材料注射到大鼠股骨骨髓腔模型的X光照片。 圖5為復(fù)合材料注射到大鼠股骨骨髓腔模型的骨密度測試圖。 圖6為復(fù)合材料注射到大鼠股骨骨髓腔模型的二維和三維micro-CT照片。 圖7為復(fù)合材料注射到大鼠股骨骨髓腔模型的組織標(biāo)本HE染色光學(xué)照片。
具體實施例方式
下面結(jié)合實例進(jìn)一步闡明本發(fā)明，但這些實例并不限制本發(fā)明的范圍，凡基于本 發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術(shù)和制備的材料均屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例所使用試劑純度 均不低于分析純試劑純度指標(biāo)。
實施例1 1)將含Si032—、P043—的Na2Si03和Na3P04的無機鹽按摩爾比為1 : 10加入聚天門 冬氨酸鈉水溶液中，控制磷酸鈉濃度為10%，將此混合溶液維持在37t:，并在連續(xù)條件下 用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH值為7. 0，連續(xù)攪拌形成均勻溶液，再將含Ca2+、 Sr2+、 Zn2+和Mg2+離子 的Ca(CH3C00)2 H20、 SrCl2、 ZnCl2和MgCl2溶液滴加到磷酸鈉混合溶液中，Ca2+、 Sr2+、 Zn2+ 和Mg2+總摩爾數(shù)與Si032—和P043—的總摩爾數(shù)之比為8 : 6，滴加完畢后維持溶液溫度并連 續(xù)攪拌陳化10分鐘，然后停止攪拌并過濾析出多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣微球，并用去 離子水和無水乙醇依次洗滌3次，然后過濾、真空干燥，X射線衍射圖譜和掃描電鏡照片分 別如圖1(a)和圖2(a)所示，合成的微量元素?fù)诫s磷酸鈣為磷酸八鈣微球。
2)按反應(yīng)產(chǎn)物CaO : p2o5 : sio2 : b2o3 : Na20摩爾之比36 : 4 : 52 : 4 : 4
稱量適量硝酸鈣、磷酸三乙酯、正硅酸乙酯、硼酸和硝酸鈉，依次加入攪拌中的乙醇中反應(yīng)2 小時，然后在6(tc下陳化24小時，再在70(tc下煅燒1. 5小時，得到生物活性玻璃納米粉
7體，將0. 15g生物活性玻璃納米粉體分散到2g細(xì)胞培養(yǎng)液DMEM中制得懸浮液，備用；
3)室溫下稱量適量海藻酸鈉粉末充分?jǐn)嚢枞芙庥诤?00卯m Ca2+和50卯mSr"的水溶液中，使其成為濃度為50g/L的水凝膠； 4)室溫下稱量適量殼聚糖粉末并加入5g/L乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢枋蛊涑蔀闈舛葹?0g/L殼聚糖溶液，備用； 5)稱量3g步驟1)制備的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣微球，并加入6g步驟3)制備的海藻酸鈉水凝膠中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，將步驟4)配制的殼聚糖溶液1. Og緩慢滴入到該水凝膠中，攪拌均勻；再加入步驟2)制得的懸浮液，攪拌均勻，得到水凝膠-生物活性無機微粒復(fù)合物可注射材料。測得復(fù)合材料的PH值為7.6，本例制備的復(fù)合材料的斷面結(jié)構(gòu)形貌掃描電鏡照片如圖3(a)所示，微球顆粒均勻分布于水凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。
實施例2 制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟1)將含P043—的Na2HP04 2H20無機鹽按摩爾比為l : IO加入聚丙稀酸鈉水溶液中，控制磷酸鈉濃度為10%，將此混合溶液維持在60°C ，并在連續(xù)條件下用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為4. 8，連續(xù)攪拌形成均勻溶液，再將含Ca2+、Sr2+、 Zn2+和Mg2+離子的CaCl2、 SrCl2、 ZnCl2和MgCl2溶液滴加到磷酸鈉混合溶液中，Ca2+、S一+、Z^+和Mg"總摩爾數(shù)與PO/—的摩爾數(shù)之比為8 : 6，滴加完畢后維持溶液溫度并連續(xù)攪拌陳化240分鐘，磷酸八鈣微球顆粒發(fā)生部分轉(zhuǎn)化，得到降解速率更緩慢的羥基磷灰石與磷酸八鈣復(fù)合微球，用去離子水和無水乙醇依次洗滌3次，然后過濾、真空干燥。微球顆粒X射線衍射圖譜和形貌掃描電鏡照片分別如圖l(b)和圖2(b)所示。
本例制備的復(fù)合材料形貌照片如圖3(b)所示，微球均勻分布于水凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。
實施例3 制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟1)將含P043—的Na3P04按摩爾比為1 : 10加入聚丙稀酸鈉水溶液中，控制磷酸鈉濃度為10 % ，將此混合溶液維持在40°C ，并在連續(xù)條件下用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH值為6. 8，連續(xù)攪拌形成均勻溶液，再將含Ca2+、 Zn2+和Mg2+離子的CaCl2、 Zn (N03) 2和MgCl2溶液滴加到磷酸鈉混合溶液中，Ca2+、 Zn2+和Mg2+總摩爾數(shù)與P043—的摩爾數(shù)之比為8 : 6，滴加完畢后維持溶液溫度并連續(xù)攪拌陳化360分鐘，磷酸八鈣微球顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)化，得到降解速率更緩慢的羥基磷灰石微球，用去離子水和無水乙醇依次洗滌3次，然后過濾、真空干燥。微球顆粒X射線衍射圖譜和形貌掃描電鏡照片分別如圖1(c)和圖2(c)所示。 本例制備的復(fù)合材料形貌照片如圖3(c)所示，微球均勻分布于水凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。
實施例4 同實施例1制備方法，區(qū)別在于 步驟1)中陳化時間控制為1000分鐘，制得多元微量元素協(xié)同摻雜羥基磷灰石微球，微球顆粒X射線衍射圖譜如圖l(d)所示； 步驟2)按反應(yīng)產(chǎn)物CaO : P205 : sio2 : b2o3 : Na20摩爾之比38 : 6 : 52 : o : 4
稱量適量硝酸鈣、磷酸三乙酯、正硅酸乙酯和硝酸鈉，依次加入攪拌中的乙醇中反應(yīng)2小時，然后在6(TC下陳化48小時，再在60(TC下煅燒1. 5小時，得到生物活性玻璃納米粉體，將0. 10g生物活性玻璃納米粉體分散到2g細(xì)胞培養(yǎng)液DMEM中制得懸浮液；
然后，稱量3g按步驟1)制備的微球，并加入6g步驟3)制備的海藻酸鈉水凝膠中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，將步驟4)配制的殼聚糖溶液l.Og緩慢滴入到該水凝膠中，充分?jǐn)嚢杈鶆?；再將步驟2)制備的懸浮液加入到復(fù)合水凝膠中，攪拌均勻，得到水凝膠-生物活性無機微粒復(fù)合物材料。測得復(fù)合材料的PH值為7.2。
實施例5 應(yīng)用實施例1制備的復(fù)合材料進(jìn)行骨質(zhì)疏松癥大鼠股骨骨髓腔骨再生效率和材料降解性測試，具體方法和結(jié)果如下對樣品進(jìn)行Y射線輻射滅菌，對30只12周齡SD雌性大鼠，其中15只摘除卵巢，為0VXed實驗組；其余15只僅在卵巢出摘除少量脂肪組織，為Sham假手術(shù)對照組。待30只大鼠正常清潔飼養(yǎng)到24周齡時，活體測試實驗組和對照組股骨骨密度分別為為0. ll士O. 03和0. 19±0. 02，并具有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異，表明實驗組大鼠已經(jīng)患骨質(zhì)疏松癥。再通過Y射線輻射對材料樣品進(jìn)行滅菌，在無菌和麻醉條件下向兩組大鼠兩后腿股骨腔分別注射無菌樣品1. 5g，然后骨蠟封進(jìn)樣針孔，縫合皮層。繼續(xù)飼養(yǎng)1 8周后，按注射過量麻醉劑方法處死大鼠，取完整股骨，分別進(jìn)行X光、骨密度、micro-CT 二維和三維切片結(jié)構(gòu)重建和組織學(xué)HE染色表征，分別如圖4 7所示。實驗組股骨內(nèi)第8周時發(fā)現(xiàn)注射材料新骨礦化(見圖4);實驗組股骨骨密度隨時間快速上升，第8周時與對照組無顯著性差異(見圖5);盡管實驗組多孔骨退化明顯，但是注射材料發(fā)生礦化明顯，對照組材料因快速降解而沒有礦化成骨(見圖6);組織染色證實第4周開始出現(xiàn)礦化骨，第8周礦化顯著，微球顆粒材料降解解體仍存在殘余碎片，對照組8后材料降解，沒有新骨(見圖7)。
權(quán)利要求
一種促骨再生修復(fù)的可注射復(fù)合材料，其特征在于它是由海藻酸鈉、殼聚糖、多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔微球、生物活性玻璃納米顆粒為組元經(jīng)去離子水和細(xì)胞培養(yǎng)液調(diào)制復(fù)合制備而成，其組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為海藻酸鈉 0.10～0.50％；殼聚糖0.01～0.20％；多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔微球5～30％；生物活性玻璃 0.05～0.50％；細(xì)胞培養(yǎng)液25～55％；去離子水 30～45％，上述組分之和為100％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可注射復(fù)合材料，其特征在于所說的多元微量元素協(xié)同摻雜 磷酸鈣是鋅、鍶、鎂和硅至少兩種協(xié)同摻雜的磷酸八鈣、羥基磷灰石或者兩者的復(fù)合物，磷 酸鈣多孔微球以氧化物形式表示的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為40 55% 38 44% 0 0. 3% 0 5. 5% 0 3. 5% 0 4. 5%3 8%，上述組分之和為100%，且Si02、 Zn0、 Mg0和SrO至少兩種物質(zhì)不同時
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可注射復(fù)合材料，其特征在于所說的生物活性玻璃以氧化物 形式表示的摩爾百分?jǐn)?shù)含量為Ca0 32 50% P205 0 12% Si02 40 56% b203 0 12% Na20 3 8%
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可注射復(fù)合材料，其特征在于所說的多元微量元素協(xié)同 摻雜磷酸鈣多孔微球的粒徑為5 600 ii m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的可注射復(fù)合材料，其特征在于所說的生物活性玻璃顆粒 粒徑為50 800nm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的可注射復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1) 將含SiO/—、P043—的無機鹽按摩爾比l : IO加入聚天冬氨酸鈉或聚丙稀酸鈉水溶液 中，控制磷酸鈉濃度為1 10%，將此磷酸鈉混合溶液維持在37 6(TC，并調(diào)節(jié)混合溶液 的pH值為4. 8 7. 0，，再將含Ca2+、 Sr2+、 Zn2+和Mg2+至少兩種離子的溶液滴加到磷酸鈉混 合溶液中，滴加離子的總摩爾數(shù)與Si032—和P043—的總摩爾數(shù)之比為8 : 6，滴加完畢后維持 溶液溫度并連續(xù)攪拌陳化0 1000分鐘，然后過濾析出的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣微 球，并用去離子水和無水乙醇依次洗滌，然后過濾、真空干燥，備用；2) 按反應(yīng)產(chǎn)物CaO : p2o5 : sio2 : b2o3 :化20摩爾之比32 50 : 0 12 : 4056 : 0 12 : 3 8稱量適量硝酸鈣、磷酸三乙酯、正硅酸乙酯、硼酸和硝酸鈉，依次加入 乙醇中充分反應(yīng)，并在6(TC下陳化，然后在550 70(TC下煅燒，得到生物活性玻璃納米粉 體，稱量0. 05 0. 15g生物活性玻璃納米顆粒分散到2 6g細(xì)胞培養(yǎng)液中制得懸浮液，備 用；3) 室溫下稱量適量海藻酸鈉粉末充分?jǐn)嚢枞芙庥诤?00卯m Ca2+和50卯mSr"的水溶 液中，使其成為濃度為5g/L的海藻酸鈉水凝膠，備用；4) 室溫下稱量適量殼聚糖粉末并加入5g/L乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢枋蛊涑蔀闈舛葹?20g/L殼聚糖溶液，備用；5) 稱量l 3g按步驟l)制備的多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣微球，并加入到6g按步 驟3)制備的海藻酸鈉水凝膠中，攪拌均勻后，將步驟4)配制的殼聚糖溶液0.5 l.Og緩 慢滴入到該水凝膠中，攪拌均勻，再加入步驟2)制得的懸浮液，攪拌均勻，得到水凝膠_生 物活性無機微粒復(fù)合物的可注射骨修復(fù)材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可注射復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所說的含Ca2+的無 機鹽是Ca(CH3COO)2 H20、 Ca(N03)2和CaCl2中的一種或三者間的任意組合；含P043—的無 機鹽是NasP(V Na2HP04 2H20和NaH2P04 12H20中的一種或三者間的任意組合；所說的含 Si032—的無機鹽采用Na2Si03 ;含Sr2+無機鹽采用SrCl2和Sr (N03)2中的一種或兩者間的任 意組合，含Zn2+無機鹽采用ZnCl2和Zn (N03) 2中的一種或兩者間的任意組合；含Mg2+無機鹽 采用MgCl2和Mg(N03)2中的一種或兩者間的任意組合。
全文摘要
本發(fā)明公開的促骨再生修復(fù)的可注射復(fù)合材料是由海藻酸鈉、殼聚糖、多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔微球、生物活性玻璃納米顆粒為組元經(jīng)去離子水和細(xì)胞培養(yǎng)液調(diào)制復(fù)合制備而成，其組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為海藻酸鈉0.10～0.50％；殼聚糖0.01～0.20％；多元微量元素協(xié)同摻雜磷酸鈣多孔微球5～30％；生物活性玻璃0.05～0.50％；細(xì)胞培養(yǎng)液25～55％；去離子水30～45％。本發(fā)明制備工藝簡單，制得的復(fù)合材料具有優(yōu)良的可注射性和快速降解特性，水凝膠網(wǎng)絡(luò)能富集由無機微粒降解釋放的鈣、磷離子和微量元素，能促進(jìn)成骨性細(xì)胞遷移、生長、增殖和分化，對骨內(nèi)微損傷、骨折或骨缺損具有快速誘導(dǎo)骨再生并促進(jìn)骨修復(fù)的功效。
文檔編號A61L27/40GK101695584SQ200910152789
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者楊賢燕, 甘亦來, 茍中入 申請人:浙江大學(xué);