CN101507840A - 脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用 - Google Patents
脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101507840A CN101507840A CNA2009100481640A CN200910048164A CN101507840A CN 101507840 A CN101507840 A CN 101507840A CN A2009100481640 A CNA2009100481640 A CN A2009100481640A CN 200910048164 A CN200910048164 A CN 200910048164A CN 101507840 A CN101507840 A CN 101507840A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liposome
- artificial bone
- calcium sulphate
- calcium
- bone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 168
- 239000002502 liposome Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 100
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 title claims description 82
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 title claims description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims abstract description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 33
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 claims description 26
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 24
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 22
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 21
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 21
- 108090000723 Insulin-Like Growth Factor I Proteins 0.000 claims description 17
- -1 octadecyl quaternary ammonium salt Chemical class 0.000 claims description 17
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 16
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims description 16
- 102000013275 Somatomedins Human genes 0.000 claims description 15
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 15
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 15
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 11
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 claims description 9
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 claims description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 9
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 claims description 9
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 9
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 102000007350 Bone Morphogenetic Proteins Human genes 0.000 claims description 7
- 108010007726 Bone Morphogenetic Proteins Proteins 0.000 claims description 7
- 229940112869 bone morphogenetic protein Drugs 0.000 claims description 7
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 6
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 6
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 6
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 6
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 6
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 6
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 6
- SQDAZGGFXASXDW-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-(trifluoromethoxy)pyridine Chemical compound FC(F)(F)OC1=CC=C(Br)C=N1 SQDAZGGFXASXDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001287 Chondroitin sulfate Polymers 0.000 claims description 5
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 claims description 5
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 claims description 5
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 5
- 229940059329 chondroitin sulfate Drugs 0.000 claims description 5
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 claims description 5
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 5
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 5
- VPVXHAANQNHFSF-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxan-2-one Chemical compound O=C1COCCO1 VPVXHAANQNHFSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940045110 chitosan Drugs 0.000 claims description 4
- 229940014259 gelatin Drugs 0.000 claims description 4
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 claims description 4
- GBNXLQPMFAUCOI-UHFFFAOYSA-H tetracalcium;oxygen(2-);diphosphate Chemical compound [O-2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GBNXLQPMFAUCOI-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- JZNWSCPGTDBMEW-UHFFFAOYSA-N Glycerophosphorylethanolamin Natural products NCCOP(O)(=O)OCC(O)CO JZNWSCPGTDBMEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ATBOMIWRCZXYSZ-XZBBILGWSA-N [1-[2,3-dihydroxypropoxy(hydroxy)phosphoryl]oxy-3-hexadecanoyloxypropan-2-yl] (9e,12e)-octadeca-9,12-dienoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(COP(O)(=O)OCC(O)CO)OC(=O)CCCCCCC\C=C\C\C=C\CCCCC ATBOMIWRCZXYSZ-XZBBILGWSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- AWUCVROLDVIAJX-UHFFFAOYSA-N alpha-glycerophosphate Natural products OCC(O)COP(O)(O)=O AWUCVROLDVIAJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 3
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000002811 oleoyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])/C([H])=C([H])\C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 125000001095 phosphatidyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- WTJKGGKOPKCXLL-RRHRGVEJSA-N phosphatidylcholine Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC WTJKGGKOPKCXLL-RRHRGVEJSA-N 0.000 claims description 3
- 150000008104 phosphatidylethanolamines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003905 phosphatidylinositols Chemical class 0.000 claims description 3
- 229940067626 phosphatidylinositols Drugs 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 102000004218 Insulin-Like Growth Factor I Human genes 0.000 claims description 2
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 claims description 2
- 238000012412 chemical coupling Methods 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 2
- 229960000707 tobramycin Drugs 0.000 claims description 2
- NLVFBUXFDBBNBW-PBSUHMDJSA-N tobramycin Chemical compound N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N NLVFBUXFDBBNBW-PBSUHMDJSA-N 0.000 claims description 2
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 claims description 2
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 claims description 2
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 claims 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 claims 2
- 229930186147 Cephalosporin Natural products 0.000 claims 1
- 108010094028 Prothrombin Proteins 0.000 claims 1
- 206010061363 Skeletal injury Diseases 0.000 claims 1
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 claims 1
- 229940124587 cephalosporin Drugs 0.000 claims 1
- 150000001780 cephalosporins Chemical class 0.000 claims 1
- AGVAZMGAQJOSFJ-WZHZPDAFSA-M cobalt(2+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(1r,2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2 Chemical compound [Co+2].N#[C-].[N-]([C@@H]1[C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP(O)(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O AGVAZMGAQJOSFJ-WZHZPDAFSA-M 0.000 claims 1
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 claims 1
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 claims 1
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 claims 1
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 claims 1
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 claims 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 claims 1
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 claims 1
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 claims 1
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 claims 1
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000035876 healing Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 abstract 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 4
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 4
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 4
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 3
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 description 3
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 description 3
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 3
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 3
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000012890 simulated body fluid Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 206010017081 Fracture delayed union Diseases 0.000 description 1
- 108090001117 Insulin-Like Growth Factor II Proteins 0.000 description 1
- 102000048143 Insulin-Like Growth Factor II Human genes 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 102000002070 Transferrins Human genes 0.000 description 1
- 108010015865 Transferrins Proteins 0.000 description 1
- 102000004887 Transforming Growth Factor beta Human genes 0.000 description 1
- 108090001012 Transforming Growth Factor beta Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002491 angiogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005297 material degradation process Methods 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000957 no side effect Toxicity 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004409 osteocyte Anatomy 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000011883 total knee arthroplasty Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及脂质体硫酸钙复合纳米人工骨制品、制备方法和应用。具体是将脂质体(1－40％)、硫酸钙粉剂(40－80％)和稀释剂(10－50％)混合均匀固化后制备含有纳米脂质体的骨移植替代品。脂质体可携带药物并可进行表面修饰，有溶液和粉剂两种形式，包括传统小分子脂质体和具有高分子特性的高分子脂质体。本发明可提供一种具有纳米增强效果、药物缓控释功能、降解时间可控，良好生物相容性和力学强度的人工骨材料，其在体内能诱导骨的生长，有利于骨缺损区域的愈合。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料技术领域，特别涉及一种脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用。
背景技术
近关节部位的骨折治疗的关键在于保证骨折复位和固定后，患者可以早期进行功能锻炼，以最大限度地恢复关节功能。在骨折骨缺损处进行植骨，可以提供机械支撑，同时填充间隙，加速了骨折的愈合，减少了复位丢失、内固定松动、骨折延迟愈合甚至不愈合等并发症的出现。目前做为骨移植替代品的人工骨很多，按照组成成分可分为羟基磷灰石人工骨、磷酸钙人工骨、硫酸钙人工骨，使用时人工骨的形态多为粉末、颗粒或可注射式。硫酸钙早在1892年曾被Dreesmann报道用于治疗结核患者的骨缺损，大量研究证实了硫酸钙良好的生物安全性、组织相容性和骨传导性。MIIGTMX3和MIIGTMX3 HiVisc(Wright，美国)是新近运用于临床的可注射式硫酸钙人工骨，同自体松质骨或颗粒状人工骨相比，具有更好的填充效果，能彻底充填骨折复位后产生的间隙，具有较高的抗压强度；其在体内固化初期的1h左右，其强度可以达到约40MPa，24～48h后的抗压强度超过60MPa，与骨水泥的强度相当，且允许在填充物上钻孔，为内固定螺钉提供所需的咬合点、支撑点。
但MIIG在应用过程中也存在如下问题：(1)降解和吸收较快。(2)强度稍差。(3)骨诱导能力稍差。(4)价格较高。针对以上问题，本发明旨在提供一种具有纳米增强效果、药物缓控释功能、降解时间可控，具有较好的生物相容性和力学强度的的骨水泥材料，其在体内能诱导骨的生长，有利于骨缺损区域的愈合。纳米级骨材料是一类由人工合成、具有多种优良理化特性(能自固化成型、机械强度高、使用方便等)和生物学特性(无毒副作用、可以吸收和降解、生物相容性好、能诱导骨细胞和血管生长等)的新型骨修复材料，目前常用的纳米骨材料包括纳米羟基磷灰石(nHAP)，纳米高分子微球(PLA)，纳米防生骨等。脂质体作为一种经典的药物载体，功能十分强大，而目前还没有有关将纳米脂质体技术与骨材料制备相结合制备脂质体硫酸钙/磷酸钙复合纳米人工骨的报道。脂质体(Liposome)是磷脂依靠疏水缔合作用在水中自发形成的一种分子有序组合体，为多层囊泡结构，其粒径可调，每层均为类脂双分子膜，层间和脂质体内核为水相，双分子膜间为油相，膜厚度约为4nm。根据其结构所包含的双分子膜层数，分为单室脂质体和多室脂质体(粒径1μm～5μm)。粒径小于200nm的单室脂质体称为小单室脂质体，粒径在200nm～1000nm的称为大单室脂质体。脂质体的粒子大小处于纳米级的介观范围，有许多独特的物理、化学性质，而且它是由磷脂在水中自发形成，制备工艺简单，在人体内具有无毒、无免疫原性、可降解、缓释等特点，所载药物广泛，并减少所需药量，增强其体内稳定性和药理作用，降低毒副作用，使药物具有被动靶向性特征，还可制成免疫脂质体实现主动靶向性。而高分子脂质体的加入，不仅可利用脂质体本身的优良特性，而且可利用高分子物质的高稳定、可控强度和降解的性质来达到对骨移植材料的功能化和增强处理。硫酸钙材料本身具有良好的组织相容性和骨传导性，且在生物相容性良好的辅助剂的共同作用下，对骨的生长具有很好的促进作用。脂质体硫酸钙/磷酸钙复合纳米人工骨与硫酸钙骨水泥相比，其材料仍可以实现固化，且固化后材料具有较好的力学强度；固化后的材料在盐酸-Tris模拟体液的环境中降解时间可调，并且降解过程中，材料的力学性能仍然有很大程度的保留；因此在体内，可以预见，材料的降解也具有可控性。
发明内容
本发明旨在提供一种脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和用途。其具有纳米增强效果、药物缓控释功能、降解时间可控，具有较好的生物相容性和力学强度的的人工骨材料，其在体内能诱导骨的生长，有利于骨缺损区域的愈合。
本发明的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨的组分和重量百分比含量如下：
脂质体 1-40％；
硫酸钙粉剂 40-80％；
人工骨稀释剂 10-50％。
所述的脂质体是经或未经肽类物质的修饰的小分子脂质体或高分子脂质体；并且，所述的脂质体内包载广谱抗生素、生长因子骨形成蛋白、生长因子、胶原蛋白、硫酸软骨素、碳纳米管或纳米羟基磷灰石中的一种或多种药物，药物含量为人工骨重量的0-10％。
所述的硫酸钙粉剂为：无水硫酸钙、二水硫酸钙、半水硫酸钙和磷酸钙；它们的重量百分比依次为1-100％：0-50％：0-45％：0-40％。
所述的人工骨稀释剂含有辅助剂、NaCl、KCl、多元醇、海藻酸钠或X-射线显影剂中的一种或几种的组合，其组分和重量百分比如下：
辅助剂 0.1-50％
NaCl 0-1％
KCl 0-1％
多元醇 0-1％
海藻酸钠 0-1％
X-射线显影剂 0-1％
水 45-100％
其中，辅助剂是重均分子量在1000-2,000,000的高分子物质。其含量为人工骨重量的0.1-20％。
所述的高分子材料是明胶、壳聚糖、透明质酸、纤维蛋白、聚乙二醇、聚内酯、聚对二氧杂环己酮、聚酸酐、聚乳酸/乙醇酸及其共聚物、聚磷腈或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
所述的小分子脂质体是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝胺酸、磷脂酰肌醇或磷脂酰甘油或包括二油酰脂酰乙醇胺、胆固醇在内的磷脂；所述的高分子脂质体是以氧羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐、聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚乙醇酸、聚乙二醇-聚乳酸/乙醇酸及其共聚物或磷脂聚合物为膜材的高分子物质。
本发明的脂质体颗粒的粒径在1-1000nm以内。
本发明提供的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨的制备方法如下：
(1)，硫酸钙粉剂的制备
将二水硫酸钙在120℃以上的饱和水蒸气中进行煅烧，制得半水硫酸钙；将二水硫酸钙在800-1200℃下进行脱水，制得无水硫酸钙，将以上无水硫酸钙(1-100％。重量百分比，以下同)、二水硫酸钙(0-50％)、半水硫酸钙(0-45％)和磷酸钙(0-40％)材料混合均匀在球磨机中研磨4-12h。
(2)，纳米脂质体的制备
将小分子脂质或能构成高分子脂质体的高分子(如卵磷脂/胆固醇，氧羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐/胆固醇)溶于有机相，如氯仿中，将包载广谱抗生素、生长因子骨形成蛋白、生长因子、胶原蛋白、硫酸软骨素、碳纳米管或纳米羟基磷灰石中的一种或多种物质【如抗生素如庆大霉素和生长因子骨形成蛋白(BMP)】溶于含有NaCl和KCl的盐溶液中构成水相；然后采用薄膜分散法或反相蒸发法除去有机溶剂后得到含活性成分的纳米载药脂质体溶液，或将该纳米脂质体继续进行肽类物质的修饰。纳米脂质体溶液即可与人工骨稀释剂混合作为人工骨稀释剂，又可冻干后作为粉剂与硫酸钙粉剂混合。所述的物质重量百分比如前所述。
(3)，人工骨稀释剂的制备
将辅助剂与水混合后，再填加NaCl、KCl、多元醇、海藻酸钠、X-射线显影剂中一种或者几种的混合物，搅拌均匀制得稀释剂。
所述的辅助剂是高分子材料明胶、壳聚糖、透明质酸、纤维蛋白、聚乙二醇、聚内酯、聚对二氧杂环己酮、聚酸酐、聚乳酸/乙醇酸及其共聚物、聚磷腈或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。高分子物质的具体特征为重均分子量在1000-2,000,000。
(4)，脂质体硫酸钙复合纳米人工骨的制备
将纳米脂质体、硫酸钙粉剂和稀释剂按照下述重量百分比：脂质体1-40％、硫酸钙/磷酸钙粉剂40-80％和人工骨稀释剂10-50％进行混合并搅拌均匀后得到具有粘结性的浆料之脂质体硫酸钙复合纳米人工骨。
所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨材料固化时间优选10-45min之间。粘合剂在固化1-3天后，其耐压强度为50-110MPa。
脂质体可分为传统的小分子脂质体和新发展的高分子脂质体，高分子脂质体同时具有高分子物质和脂质体的优点。梁晓飞等人曾采用自制的氧羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐替代磷脂(如卵磷脂)，通过脂质体制备技术，成功制备了表面带正电并含有氨基等官能团的阳离子高分子脂质体氧羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐/胆固醇(OQCMC/Chol)；该高分子脂质体不仅具备小分子脂质体的脂质双层膜结构，且制备方法简单，稳定性高，易进行表面修饰。再者，高分子聚合物已被广泛用作骨修复材料，如可生物降解的材料聚乳酸(PLA)，壳聚糖和明胶等，而生物降解材料制作的接骨材料，其弹性模量较金属更接近骨组织，可在一定程度上改善骨水泥的力学性能，有利于骨折的愈合。因此采用高分子脂质体填加到人工骨材料中所制备的纳米骨移植替代品可具有如下功能，如强度和降解时间可控、药物缓控释功能强、骨诱导能力强等。
本发明所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，所述的脂质体包含传统的以磷脂为代表的小分子脂质体，如磷脂(磷脂酰胆碱PC、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰丝胺酸PS、磷脂酰肌醇PI、磷脂酰甘油PG)、二油酰脂酰乙醇胺(DOPE)、胆固醇；还包括高分子脂质体，如以氧羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐，聚乙二醇-聚乳酸，磷脂聚合物为膜材的高分子脂质体。
本发明所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，所述的脂质体内包载药物广谱抗生素万古霉素、庆大霉素、妥布霉素、及生长因子骨形成蛋白(BMP)、β-转化生长因子(TGF-β)、胰岛素生长因子II、胰岛素生长因子I、血管内皮生长因子、胶原蛋白、硫酸软骨素及碳纳米管、纳米羟基磷灰石中的一种或多种。
本发明所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，所述的脂质体可进行肽类物质的修饰而增强其活性和细胞靶向能力，修饰方法为包载、吸附或化学偶联。
本发明所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，所述的磷酸钙为α-磷酸三钙、磷酸四钙和磷酸氢钙中的一种或多种；它们的重量百分比依次为1-100％∶0-50％∶0-45％。
与现有的材料相比，本发明涉及的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨具有较高的力学强度、较长的可使用时间，并可实现在苛刻的环境中固化，所制得的脂质体和硫酸钙在固化剂作用下，具有固化时间可调，固化后材料强度高，材料降解时间可调，具有纳米和骨诱导效应及药物缓控释等特点，可应用于制备人体骨缺损修复、椎体成形术等医用骨修复材料领域，满足骨组织工程对骨修复材料的要求。
附图说明
图1.载庆大霉素的高分子脂质体的TEM照片。
具体实施方法
下面给出本发明的实施例，是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
称取卵磷脂15g，胆固醇12g，溶于50ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I，然后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上减压蒸馏，并不时的通入氮气，直至二氯甲烷挥发完全，然后室温真空干燥24h；称取3.0g骨形成蛋白(BMP)溶于70ml PBS(pH＝7.4)缓冲溶液中摇匀得水溶液II；然后将上述70ml BMP溶液II加入茄形瓶中，在超声的条件让脂质薄膜充分水化，超声后，得载BMP的脂质体，冻干为粉剂备用。
将二水硫酸钙在100℃下保温5h，生成半水硫酸钙；将80g半水硫酸钙、10g二水硫酸钙和10gα-磷酸三钙混合后在球磨机中研磨4h，使其粒径小于100微米；得硫酸钙/磷酸钙粉剂。
取5g脂质体粉剂、35g硫酸钙/磷酸钙粉剂和5g I型胶原、4g壳聚糖(重均分子量为200万)、5g海藻酸钠、6g多元醇混合研磨后，陈化24h。稀释剂为含有0.9％ NaCl和0.5％的X-射线显影剂的水溶液(pH为6)，加入40ml稀释剂混合2min后形成浆液。浆液在5min后开始初凝，在25min后终凝，最佳使用时间在形成浆液后的10-20min之间，材料固化48h后的压缩强度为50MPa，材料在PBS模拟体液环境中56天降解。
实施例2：
称取羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐(重均分子量为200万)15g，胆固醇12g溶于50ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I；称取3.0g庆大霉素溶于70ml去离子水中得水溶液II；然后将上述两种溶液I和II共混乳化，超声10min，待形成稳定的乳液后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上将二氯甲烷挥发干净，得载庆大霉素的高分子脂质体水溶液，图1为载庆大霉素的高分子脂质体的TEM照片。
将二水硫酸钙在1200℃保温4h，取出后冰浴中淬火，形成无水硫酸钙，将100g无水硫酸钙在球磨机中研磨12h；得硫酸钙粉剂。
稀释液为含有0.2％ NaCl、0.6％ KCl、0.5％的X-射线显影剂、0.5％海藻酸钠、1.0％聚乙烯醇(重均分子量为1万)和0.5％多元醇的水溶液，将载庆大霉素的高分子脂质体水溶液与以上30ml稀释液混合均匀，然后加入35g硫酸钙粉剂，继续混匀形成浆液。浆液在15min后开始初凝，在45min后终凝，最佳使用时间在形成浆液后的20-35min之间。
实施例3：
称取羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐(重均分子量为1000)15g，胆固醇12g，2.0g碳纳米管溶于50ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I；称取3.0g BMP溶于70ml去离子水中得水溶液II；然后将上述两种溶液I和II共混乳化，超声10min，待形成稳定的乳液后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上将二氯甲烷挥发干净，得共载碳纳米管和BMP的脂质体，冻干为粉剂备用。
将二水硫酸钙在120℃保温8h，生成半水硫酸钙，将二水硫酸钙在1200℃保温2h生成无水硫酸钙；将30g二水硫酸钙、10g半水硫酸钙、60g无水硫酸钙和5g磷酸四钙混合后在球磨机中研磨12h；得硫酸钙/磷酸钙粉剂。
取5g脂质体粉剂、35g硫酸钙/磷酸钙粉剂和5g I型胶原、5g透明质酸混合研磨后，陈化24h。稀释液为含有0.2％ NaCl、0.6％ KCl、0.5％的X-射线显影剂、0.5％ I型胶原、0.5％聚甲基丙烯酸甲酯(重均分子量为1000)的水溶液，加入30ml固化液混合5min后形成浆液。浆液在15min后开始初凝，在40min后终凝，最佳使用时间为形成浆液后的20-30min之间，材料固化24h后的压缩强度为94MPa，在盐酸-Tris模拟体液的环境中40天降解。
实施例4：
称取羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐(重均分子量为50万)15g，胆固醇12g溶于50ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I；称取3.0g BMP溶于70ml去离子水中得水溶液II；然后将上述两种溶液I和II共混乳化，超声10min，待形成稳定的乳液后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上将二氯甲烷挥发干净，得载BMP的脂质体水溶液。
利用EDC和NHS偶联剂将转铁蛋白Tf所含的NH2与高分子脂质体表面的COOH基团键合，得到Tf修饰的载BMP高分子脂质体。(或直接采用高分子脂质体对Tf进行包裹，方法与以上包载BMP的方法相同)
将二水硫酸钙在120℃保温8h后，生成半水硫酸钙，将二水硫酸钙在1200℃保温2h生成无水硫酸钙；将30g二水硫酸钙、10g半水硫酸钙和60g无水硫酸钙混合后在球磨机中研磨12h，使其粒径小于100微米；得硫酸钙粉剂。
稀释液为含有0.2％ NaCl、0.6％ KCl、0.5％壳聚糖(重均分子量为200万)的水溶液，将5ml Tf修饰的载BMP高分子脂质体溶液与以上30ml稀释液(pH为6)混合均匀，然后加入35g硫酸钙粉剂，继续混匀形成浆液。浆液在15min后开始初凝，在40min后终凝，材料固化24h后的压缩强度为94MPa。
实施例5：
称取磷脂聚合物(重均分子量为10万)15g，胆固醇12g，溶于50ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I；称取20.0mg血管内皮生长因子溶于50ml PBS(pH＝7.4)缓冲溶液中，摇匀使血管内皮生长因子充分溶解得水溶液II；然后将上述两种溶液I和II共混乳化，超声10min，待形成稳定的乳液后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上将二氯甲烷挥发干净，得包载血管内皮生长因子的高分子脂质体，冻干为粉剂备用。
将二水硫酸钙在箱式电阻炉中，1000℃保温4h后，生成无水硫酸钙；将50g二水硫酸钙、50g无水硫酸钙混合后在球磨机中研磨8h；得硫酸钙粉剂。
稀释液为含有0.2％ NaCl、0.6％ KCl、9％聚乙二醇(重均分子量为5000)、0.5％明胶的水溶液，将载血管内皮生长因子的高分子脂质体溶液与以上30ml稀释液混合均匀，然后加入35g硫酸钙粉剂，继续混匀形成浆液。浆液在15min后开始初凝，在40min后终凝。
实施例6：
称取磷脂聚合物(重均分子量为5万)15g，胆固醇12g，溶于50ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I；称取30.0mg血管内皮生长因子溶于60ml PBS(pH＝7.4)缓冲溶液中，摇匀使血管内皮生长因子充分溶解得水溶液II；然后将上述两种溶液I和II共混乳化，超声10min，待形成稳定的乳液后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上减压蒸发至二氯甲烷挥发完全，得包载血管内皮生长因子的高分子脂质体，冻干为粉剂备用。
将二水硫酸钙在箱式电阻炉中，800℃保温10h后，生成无水硫酸钙；将85g无水硫酸钙、10g磷酸氢钙和5g磷酸四钙混合后在球磨机中研磨5h，使其粒径小于50微米；得硫酸钙/磷酸钙粉剂。
取5g脂质体粉剂、35g硫酸钙/磷酸钙粉剂和5g胶原、5g聚酸酐(重均分子量为1000)混合研磨后，陈化24h。稀释剂为含有0.2％ NaCl、0.2％ KCl的水溶液，加入50ml稀释剂混合2min后形成浆液。浆液在15min后开始初凝，在45min后终凝，最佳使用时间为形成浆液后的20-30min之间。
实施例7：
称取聚乙二醇-聚乳酸(重均分子量为10万)15g，胆固醇12g，溶于40ml二氯甲烷中，振荡均匀得溶液I；称取50.0mg胰岛素生长因子溶于50ml PBS(pH＝7.4)缓冲溶液中，摇匀使胰岛素生长因子充分溶解得水溶液II；然后将上述两种溶液I和II共混乳化，超声10min，待形成稳定的乳液后放入茄形瓶中，在旋转蒸发仪上将二氯甲烷挥发干净，得包载胰岛素生长因子的高分子脂质体，冻干为粉剂备用。该方法所得高分子脂质体包封率也可在90％以上，而且粒径较小，可在100nm以下。
将二水硫酸钙在400℃下保温5h后，生成半水硫酸钙；将80g半水硫酸钙和20g二水硫酸钙混合后在球磨机中研磨12h，使其粒径小于50微米；得硫酸钙粉剂。
然后取取5g高分子脂质体粉剂、35g硫酸钙粉剂和5g透明质酸、5g纤维蛋白、5g聚乙二醇(重均分子量为2000)混合研磨后，陈化24h。稀释剂为含有0.2％ NaCl、0.6％ KCl的水溶液，加入45ml稀释剂混合5min后形成浆液。浆液在10min后开始初凝，在45min后终凝，最佳使用时间在形成浆液后的10-20min之间，材料固化24h后的压缩强度为65MPa。
实施例8：
脂质体硫酸钙复合纳米人工骨在近关节部位骨折缺损治疗中的应用。将实施例3中脂质体硫酸钙/磷酸钙复合纳米人工骨中的脂质体粉剂、硫酸钙/磷酸钙粉剂和稀释剂在真空状态下调配，将糊状的人工骨经由配套的特殊注射器注入骨缺损部位。所有浆液可在15min内注射完毕。注射后用干纱布局部压迫以防止切口内的血液与人工骨接触。在肯定人工骨完全固化5min后，可在人工骨上钻孔，安放螺钉，最后定期检查。
实施例9：
脂质体硫酸钙复合纳米人工骨对初次全膝关节置换术患者的治疗，该人工骨中含有抗生素庆大霉素。将实施例2中脂质体硫酸钙复合纳米人工骨中的脂质体水溶液、硫酸钙粉剂和稀释剂在真空状态下调配，将糊状的人工骨经由配套的特殊注射器注入患者骨修复部位。所有浆液可在15min内注射完毕。注射后用干纱布局部压迫以防止切口内的血液与人工骨接触。在肯定人工骨完全固化5min后，可在人工骨上钻孔，安放螺钉，最后定期检查。
本发明公开和揭示的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨制品、制备方法和应用，可通过借鉴本文公开内容。尽管本发明的脂质体硫酸钙/磷酸钙复合纳米人工骨制品、制备方法和应用已通过较佳实施例进行了描述，但是本领域技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法改动，更具体地说，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (9)
1.一种脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的脂质体硫酸钙/磷酸钙复合纳米人工骨的组分和重量百分比含量如下：
脂质体 1-40％；
硫酸钙粉剂 40-80％；
人工骨稀释剂 10-50％；
所述的脂质体是经或未经肽类物质修饰的小分子脂质体或高分子脂质体；并且，所述的脂质体内包载广谱抗生素、生长因子骨形成蛋白、生长因子、胶原蛋白、硫酸软骨素、碳纳米管或纳米羟基磷灰石中的一种或多种物质，脂质体内包载物含量为人工骨重量的0-10％；
所述的硫酸钙粉剂为：无水硫酸钙、二水硫酸钙、半水硫酸钙和磷酸钙；它们的重量百分比依次为1-100％：0-50％：0-45％：0-40％；
所述的人工骨稀释剂含有辅助剂、NaCl、KCl、多元醇、海藻酸钠或X-射线显影剂中的一种或几种的组合，其组分和重量百分比如下：
辅助剂 0.1-50％
NaCl 0-1％
KCl 0-1％
多元醇 0-1％
海藻酸钠 0-1％
X-射线显影剂 0-1％
水 45-100％
其中，辅助剂是重均分子量在1000-2,000,000的高分子材料。其含量为人工骨重量的0.1-20％。
2.如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的高分子材料是明胶、壳聚糖、透明质酸、纤维蛋白、聚乙二醇、聚内酯、聚对二氧杂环己酮、聚酸酐、聚乳酸/乙醇酸及其共聚物、聚磷腈或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的小分子脂质体是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝胺酸、磷脂酰肌醇或磷脂酰甘油或包括二油酰脂酰乙醇胺、胆固醇在内的磷脂；所述的高分子脂质体是以氧羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐、聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚乙醇酸、聚乙二醇-聚乳酸/乙醇酸及其共聚物或磷脂聚合物为膜材的高分子物质。
4.如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的脂质体颗粒的粒径在1-1000nm以内。
5.如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的广谱抗生素是万古霉素、庆大霉素、链霉素、卡那霉素、头孢菌素、四环素、红霉素或妥布霉素；所述的生长因子是β-转化生长因子、胰岛素生长因子II、胰岛素生长因子I或血管内皮生长因子。
6.如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的脂质体进行肽类物质的修饰，修饰方法为包载、吸附或化学偶联。
7.一种如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨的制备方法，其特征是通过如下步骤获得：
(1)，硫酸钙粉剂的制备
将二水硫酸钙在120℃以上的饱和水蒸气中进行煅烧，制得半水硫酸钙；将二水硫酸钙在800-1200℃下进行脱水，制得无水硫酸钙；将以上二水硫酸钙、半水硫酸钙、无水硫酸钙和磷酸钙按照重量百分比依次为1-100％：0-50％：0-45％：0-40％进行混合、并研磨；
(2)，纳米脂质体的制备
将小分子脂质或能构成高分子脂质体的高分子溶于有机溶剂构成油相，将包载广谱抗生素、生长因子骨形成蛋白、生长因子、胶原蛋白、硫酸软骨素、碳纳米管或纳米羟基磷灰石中的一种或多种物质溶于含有NaCl和/或KCl的盐溶液中构成水相；然后将二相溶液采用薄膜分散法或反相蒸发法除去有机溶剂得到含活性成分的纳米载药脂质体溶液，或将该纳米脂质体继续进行肽类物质的修饰；
(3)，人工骨稀释剂的制备
人工骨稀释剂含有辅助剂、NaCl、KCl、多元醇、海藻酸钠或X-射线显影剂中的一种或几种的组合，其组分和重量百分比如下：
辅助剂 0.1-50％
NaCl 0-1％
KCl 0-1％
多元醇 0-1％
海藻酸钠 0-1％
X-射线显影剂 0-1％
水 45-100％
将上述几种物质中的一种或者几种按照描述的重量百分比溶解在水中，制得稀释剂；
所述的辅助剂是高分子材料明胶、壳聚糖、透明质酸、纤维蛋白、聚乙二醇、聚内酯、聚对二氧杂环己酮、聚酸酐、聚乳酸/乙醇酸及其共聚物、聚磷腈或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，高分子物质的具体特征为重均分子量在1000-2,000,000；
(4)，脂质体硫酸钙复合纳米人工骨的制备
将纳米脂质体、硫酸钙粉剂和稀释剂按照下述重量百分比：脂质体1-40％、硫酸钙/磷酸钙粉剂40-80％和人工骨稀释剂10-50％进行混合并搅拌均匀2-5min后得到具有粘结性的浆料之脂质体硫酸钙复合纳米人工骨。
8.一种如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨，其特征是所述的磷酸钙为α-磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸氢钙中的一种或多种；它们的重量百分比依次为1-100％：0-50％：0-45％。
9.一种如权利要求1所述的脂质体硫酸钙复合纳米人工骨用于制备治疗骨损伤和缺损的骨修复和移植的材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100481640A CN101507840B (zh) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | 脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100481640A CN101507840B (zh) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | 脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101507840A true CN101507840A (zh) | 2009-08-19 |
| CN101507840B CN101507840B (zh) | 2012-11-14 |
Family
ID=41000474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100481640A Expired - Fee Related CN101507840B (zh) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | 脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101507840B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102363049A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-02-29 | 上海市奉贤区中心医院 | 一种具有粘接性能的人工骨材料及其制备方法 |
| CN103007357A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-03 | 福建省博特生物科技有限公司 | 一种碳纳米管/胶原基复合材料的应用 |
| CN103212113A (zh) * | 2012-01-18 | 2013-07-24 | 徐永清 | 万古霉素阳离子脂质体复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖/魔芋葡苷聚糖支架的制备方法 |
| CN103908703A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-09 | 华南师范大学 | 一种抗细胞衰老的骨组织工程支架材料及其应用 |
| CN104548199A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 石家庄铁道大学 | 一种生物硬组织替代和修复材料及其制备方法 |
| CN106581774A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 苏州纳贝通环境科技有限公司 | 一种可注射骨修复材料及其制备方法 |
| CN109432504A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-08 | 中国人民解放军总医院第附属医院 | 一种成骨基因干预功能材料及其制备方法 |
| CN110314249A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-11 | 科先医疗科技(苏州)有限公司 | 一种医用人工骨支架复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7371408B1 (en) * | 1999-06-07 | 2008-05-13 | Wright Medical Technology, Inc. | Bone graft substitute composition |
| CN101020078A (zh) * | 2007-03-13 | 2007-08-22 | 广州麦邦生物科技有限公司 | 抗菌性载银改性珊瑚人工骨及其制备方法 |
| CN101219241A (zh) * | 2007-11-27 | 2008-07-16 | 清华大学 | 具骨诱导因子控释功能的生物活性骨修复材料及制备方法 |
| CN101249278B (zh) * | 2008-03-17 | 2011-05-25 | 深圳清华大学研究院 | 骨诱导材料及其制备方法和应用 |
-
2009
- 2009-03-25 CN CN2009100481640A patent/CN101507840B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102363049A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-02-29 | 上海市奉贤区中心医院 | 一种具有粘接性能的人工骨材料及其制备方法 |
| CN103212113A (zh) * | 2012-01-18 | 2013-07-24 | 徐永清 | 万古霉素阳离子脂质体复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖/魔芋葡苷聚糖支架的制备方法 |
| CN103007357A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-03 | 福建省博特生物科技有限公司 | 一种碳纳米管/胶原基复合材料的应用 |
| CN103007357B (zh) * | 2012-12-25 | 2014-04-16 | 福建省博特生物科技有限公司 | 一种碳纳米管/胶原基复合材料的应用 |
| CN103908703A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-09 | 华南师范大学 | 一种抗细胞衰老的骨组织工程支架材料及其应用 |
| CN104548199A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 石家庄铁道大学 | 一种生物硬组织替代和修复材料及其制备方法 |
| CN106581774A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 苏州纳贝通环境科技有限公司 | 一种可注射骨修复材料及其制备方法 |
| CN109432504A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-08 | 中国人民解放军总医院第附属医院 | 一种成骨基因干预功能材料及其制备方法 |
| CN109432504B (zh) * | 2018-11-27 | 2021-11-16 | 中国人民解放军总医院第四医学中心 | 一种成骨基因干预功能材料及其制备方法 |
| CN110314249A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-11 | 科先医疗科技(苏州)有限公司 | 一种医用人工骨支架复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101507840B (zh) | 2012-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101507840B (zh) | 脂质体硫酸钙复合纳米人工骨、制备方法和应用 | |
| Qiao et al. | The advances in nanomedicine for bone and cartilage repair | |
| EP1272230B1 (en) | Injectable bone mineral substitute material comprising bone cement and oil | |
| Deplaine et al. | Biomimetic hydroxyapatite coating on pore walls improves osteointegration of poly (L‐lactic acid) scaffolds | |
| US7524335B2 (en) | Fiber-reinforced, porous, biodegradable implant device | |
| Liu et al. | The characteristics of mussel‐inspired nHA/OSA injectable hydrogel and repaired bone defect in rabbit | |
| CN104023757B (zh) | 骨浆 | |
| US20070190101A1 (en) | Flowable bone grafts | |
| WO2006053212A2 (en) | Hydrogel bone void filler | |
| Zhu et al. | An injectable hydroxyapatite/poly (lactide-co-glycolide) composite reinforced by micro/nano-hybrid poly (glycolide) fibers for bone repair | |
| Gauthier et al. | Noninvasive bone replacement with a new injectable calcium phosphate biomaterial | |
| EP2600912B1 (en) | Self-expandable biopolymer-mineral composite | |
| Salehi et al. | In vitro and In vivo Investigation of poly (lactic acid)/hydroxyapatite nanoparticle scaffold containing nandrolone decanoate for the regeneration of critical-sized bone defects. | |
| Deng et al. | Novel polymer-ceramics for bone repair and regeneration | |
| CN113384746B (zh) | 骨水泥复合材料及其制备方法 | |
| WO2018209579A1 (zh) | 一种含药物的复合性支架 | |
| Mudhafar et al. | The natural and commercial sources of hydroxyapatite/collagen composites For biomedical applications: A review study | |
| Shi et al. | Synthesis and characterization of an injectable rifampicin-loaded chitosan/hydroxyapatite bone cement for drug delivery | |
| Zhu et al. | Nano-hydroxyapatite/fibrin glue/recombinant human osteogenic protein-1 artificial bone for repair of bone defect in an animal model | |
| Poorirani et al. | Scaffolds: a biomaterial engineering in targeted drug delivery for osteoporosis | |
| JP2004097259A (ja) | 自己組織化的に安定構造・骨再生空間を形成する有突起人工骨ユニット及び用途 | |
| JP4535691B2 (ja) | 生体材料製骨材・セメント複合体及びセメント硬化体 | |
| Sezer et al. | In vivo performance of poly (ε-caprolactone) constructs loaded with gentamicin releasing composite microspheres for use in bone regeneration | |
| JP2004073849A (ja) | 生分解性プラスチックで被覆された球状リン酸カルシウム及び用途 | |
| CN103585679B (zh) | 明胶微球复合壳聚糖纤维框架骨水泥及其制备和使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121114 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |