一種骨修復(fù)材料的制備方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種骨修復(fù)材料的制備方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]人體受到嚴(yán)重傷害時(shí)或者隨著人體的衰老，就要通過(guò)骨移植或者其他手段來(lái)進(jìn)行修復(fù)或者替代受傷組織，生物活性材料越來(lái)越引起醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和材料學(xué)研究人員的極大興趣。生物活性玻璃、羥基磷灰石陶瓷和生物玻璃陶瓷(也稱之為生物微晶玻璃)是生物活性材料的主要三大種類。生物活性玻璃最早是由美國(guó)佛羅里達(dá)的Hench教授在1969年研制出的，該類材料在隨后的三十多年時(shí)間里得到了迅猛的發(fā)展，經(jīng)過(guò)不懈的努力，現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)用于牙科和軟組織損傷以及骨缺損修復(fù)等領(lǐng)域。
[0003]生物活性材料的制備方法主要有兩種:一是較為傳統(tǒng)的熔融法；第二種是時(shí)下新興的溶膠凝膠(Sol-Gel)法。溶膠凝膠法是將一些容易水解的無(wú)機(jī)鹽或者是將金屬醇鹽通過(guò)溶解形成溶液，進(jìn)一步溶膠，最后凝膠固化，在經(jīng)過(guò)一定溫度的干燥和燒結(jié)等后續(xù)處理形成氧化物或者形成其他的固體化合物。與傳統(tǒng)的制備方法相比，溶膠凝膠法的有點(diǎn)顯而易見(jiàn)，首先可在低溫下合成；其次可以得到復(fù)合材料；在制備的體系中組分分布比較均勻；制備過(guò)程容易控制以及得到的產(chǎn)物純度比較高。
[0004]目前人骨的主要修復(fù)材料是金屬或者陶瓷材料，當(dāng)身體出現(xiàn)較大的骨缺損時(shí)用來(lái)進(jìn)行修復(fù)。同天然骨相比，生物活性陶瓷具有鮮明的優(yōu)點(diǎn)，它可以與自然生成的骨較好的連接，但是其缺點(diǎn)也是很明顯的，例如斷裂強(qiáng)度很低，而彈性模量卻過(guò)于高；金屬材料雖然可以克服這一缺點(diǎn)，其具有較強(qiáng)的斷裂強(qiáng)度，但是彈性模量很大，并且自身沒(méi)有生物活性，植入人體內(nèi)還會(huì)受到腐蝕，甚至?xí)鸲蝹Α?br>[0005]最近幾年，人們?cè)絹?lái)越對(duì)無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化材料產(chǎn)生了濃厚的興趣。雜化材料是兩種或者多種組分的復(fù)合，通過(guò)兩相間的化學(xué)鍵結(jié)合或者是形成的三維互穿網(wǎng)絡(luò)，其微區(qū)尺寸可以達(dá)到納米級(jí)甚至分子水平。聚丁二酸丁二醇酯為疏水性醫(yī)用高分子，生物活性玻璃溶膠為親水性無(wú)機(jī)物，傳統(tǒng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)二者在分子水平上的均勻混合。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的是提供一種骨修復(fù)材料的制備方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用溶膠凝膠法，所有的反應(yīng)都是在溶液里面進(jìn)行，沒(méi)有相分離，因此可以很好地控制成分的配比，采用了醫(yī)用高分子材料PBSu和無(wú)機(jī)相的nHA以及玻璃溶膠PDMS-BG共混，獲得了一種新的骨修復(fù)材料。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種骨修復(fù)材料的制備方法，包括以下步驟:
[0009]I)首先將A克的硅酸乙酯溶于BmL異丙醇和CmL四氫呋喃的共混溶劑中充分溶解，攪拌均勻以后將D克的鹽酸加入催化反應(yīng)，然后將E克的去離子水加入溶液中，2小時(shí)后將F克聚二甲基硅氧烷加入到溶液中攪拌均勻獲得溶液I ;
[0010]將G克硝酸鈣加入到H克去離子水和ImL異丙醇中攪拌I小時(shí)充分溶解獲得溶液2 ；
[0011 ] 然后將溶液I和溶液2混合攪拌至均勻，混合均勻后加入溶液I和溶液2總質(zhì)量2%的PEG300充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得PDMS - BG溶膠；
[0012]其中，A:B:C:D:E:F:G:H:I = 4.166:1:0.7:0.075:0.36:1.732:2.2:0.36:10 ；
[0013]2)將J克PBSu溶于KmL 二氯甲烷中溶解，然后再加入L克步驟I)制備的PDMS -BG溶膠，攪拌15?20小時(shí)得到PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料；
[0014]其中，J:K:L = I: (5 ~ 10):0.35 ；B:K = I: (5 ~ 10)；
[0015]3)將M克的納米羥基磷灰石浸泡在N滴甘油中24小時(shí)；然后滴加入步驟2)中制備的PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料，攪拌15?20小時(shí)后得到PBSu-PDMS-BG-HA復(fù)合材料；將PBSu-PDMS-BG-HA復(fù)合材料靜置12?24小時(shí)后倒入培養(yǎng)皿中，用保鮮膜密封，放到25度的烘箱中烘干，2?3天后去掉保鮮膜，繼續(xù)升溫至60?100度烘干48小時(shí)得到PBSu-PDMS-BG-HA 骨修復(fù)材料；
[0016]其中，M:N = (0.09 ?0.175): (10 - 15) ；J:M = I: (0.09 ?0.175)。
[0017]步驟I)中鹽酸的質(zhì)量濃度為35%。
[0018]—種骨修復(fù)材料的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)首先將4.166克的硅酸乙酯溶于ImL異丙醇和0.7mL四氫呋喃的共混溶劑中充分溶解，15分鐘以后將0.075克質(zhì)量濃度35%的鹽酸加入催化反應(yīng)，然后將0.36克的去離子水加入溶液中，2小時(shí)后將1.732克聚二甲基硅氧烷加入到溶液中經(jīng)過(guò)20小時(shí)攪拌獲得溶液I ;將2.2克硝酸鈣加入到0.36克去離子水和1mL異丙醇中攪拌I小時(shí)充分溶解獲得溶液2 ;然后將溶液I和溶液2混合攪拌0.5?I小時(shí)，加入溶液I和溶液2質(zhì)量之和2%的PEG300分?jǐn)嚢?小時(shí)制得PDMS-BG溶膠；
[0020]2)將I克PBSu溶于1mL 二氯甲烷中溶解，然后再加入0.35克的步驟I)制備的PDMS-BG溶膠，攪拌15小時(shí)得到PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料；
[0021]3)將0.105克的納米羥基磷灰石浸泡在10-15滴甘油中24小時(shí)；然后滴加入步驟2)中制備的PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料中，攪拌20小時(shí)后得到PBSu-PDMS-BG-HA復(fù)合材料；靜置12?24小時(shí)后倒入培養(yǎng)皿中，用保鮮膜密封，放到25度的烘箱中烘干，3天后去掉保鮮膜，繼續(xù)烘干，升溫至80度烘干48小時(shí)即得到PBSu-PDMS-BG-HA骨修復(fù)材料。
[0022]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]本發(fā)明全部采用溶膠凝膠法來(lái)制備PBSU-PDMS-BG-HA新型骨修復(fù)材料，首先通過(guò)溶膠凝膠法進(jìn)行聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性的硅酸鹽生物活性玻璃(BG)溶膠的制備，獲得生物活性的溶膠凝膠(PDMS-BG)，用可降解的、易加工成型的生物醫(yī)用高分子聚丁二酸丁二醇酯(PBSu)做基質(zhì)，然后通過(guò)溶劑澆鑄技術(shù)合成PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料，之后再與甘油浸泡的納米羥基磷灰石混合攪拌，經(jīng)過(guò)真空烘干，從而得到PBSu-PDMS-BG-HA新型骨修復(fù)材料。整個(gè)過(guò)程具有實(shí)驗(yàn)設(shè)備、環(huán)境要求低，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，重復(fù)性好。本發(fā)明提出的方法易于獲得生物活性很高的具有一定荷載能力的可降解的骨材料，可以通過(guò)控制加入的納米羥基磷灰石的含量來(lái)控制材料的活性，從而制備具有一定力學(xué)性能的生物骨骼修復(fù)材料。
[0024]本發(fā)明步驟2)將I)中的溶膠直接和生物降解高分子材料聚丁二酸丁二醇酯混合在溶劑二氯甲烷中，沒(méi)有相分離，可以得到納米級(jí)的甚至分子級(jí)的均勻混合的復(fù)合材料。
[0025]本發(fā)明步驟3)靜置24小時(shí)后倒入玻璃培養(yǎng)皿中，用保鮮膜密封，可以得到完整的具有一定力學(xué)性能的復(fù)合材料。
【【附圖說(shuō)明】】
[0026]圖1是本發(fā)明所制備的骨修復(fù)材料(PBSu-PDMS-BG-HA復(fù)合材料)的外貌圖；
[0027]圖2是未在體液里浸泡的PBSU-PDMS-BG-HA復(fù)合材料的掃描電鏡圖；
[0028]圖3是未在體液里浸泡的PBSU-PDMS-BG-HA復(fù)合材料的能譜圖；
[0029]圖4是在體液里浸泡了 7天的PBSU-PDMS-BG-HA復(fù)合材料的掃描電鏡圖；
[0030]圖5是在體液里浸泡了 7天的PBSU-PDMS-BG-HA復(fù)合材料的能譜圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]I)首先將4.166克的硅酸乙酯溶于ImL異丙醇和0.7mL四氫呋喃的共混溶劑中充分溶解，15分鐘以后將0.075克的鹽酸(質(zhì)量濃度35% )加入催化反應(yīng)，然后將0.36克的去離子水加入溶液中，2小時(shí)后將1.732克聚二甲基硅氧烷(PDMS)加入到溶液中經(jīng)過(guò)20小時(shí)攪拌獲得溶液I。將2.2克硝酸鈣加入到0.36克去離子水和1mL異丙醇中攪拌I小時(shí)充分溶解獲得溶液2。然后將溶液I和溶液2混合劇烈攪拌0.5?I小時(shí)，加入溶液I和溶液2質(zhì)量之和2%的PEG300 (PEG300是指分子量為300的聚乙二醇)充分?jǐn)嚢?小時(shí)制得PDMS-BG溶膠。
[0034]2)將I克PBSu (聚丁二酸丁二醇酯)溶于1mL 二氯甲烷中溶解，然后再加入0.35克的步驟I)制備的PDMS-BG溶膠，劇烈攪拌15小時(shí)得到PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料。
[0035]3)將0.105克的納米羥基磷灰石浸泡在10-15滴甘油中24小時(shí)。然后滴加入步驟2)中制備的PBSu-PDMS-BG復(fù)合材料中，劇烈攪拌20小時(shí)后得到PBSu-PDMS-BG-HA復(fù)合材料。靜置12?24小時(shí)后倒入培養(yǎng)皿中，用保鮮膜密封，放到25度的烘箱中烘干，3天后去掉保鮮膜，繼續(xù)烘干，升溫至80度烘干48小時(shí)即得到PBSu-PDMS-BG-HA骨修復(fù)材料。PBSu的加入提