CN101554492A - 一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法 - Google Patents

一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有生物相容性的羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法。一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)按聚氧化乙烯－聚氧化丙烯－聚氧化乙烯三嵌段聚合物∶羟基磷灰石纳米粒子∶水＝10～200mg∶0.2～100mg∶1mL，选取，混合，超声分散，得到羟基磷灰石纳米粒子的悬浮液；2)按聚氧化乙烯－聚氧化丙烯－聚氧化乙烯三嵌段聚合物∶羟基磷灰石纳米粒子∶α－环糊精∶水＝10～200mg∶0.2～100mg∶80～400mg∶1mL，选取α－环糊精和水，配置成α－环糊精的水溶液；3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α－环糊精水溶液混合，超声，静置，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。本发明制备工艺安全、简单有效。

Description

一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于纳米功能材料领域，也属于生物医学材料领域；具体涉及具有生物相容性的羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法。
背景技术
羟基磷灰石是人体骨骼中的主要无机成分，是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐，化学式为[Ca10(PO4)6(OH)2，hydroxyapatite，HAP]，具有良好的生物相容性、生物活性和良好的成骨能力而被大量用于骨组织工程材料。但羟基磷灰石纳米粒子强度低，脆性大，加工至2mm厚时就破裂难以承受手术中和手术后一般的外力。智能超分子水凝胶近年来在药物传输及控制释放、生物检测与传感、生物医药和组织工程等领域得到了广泛的应用，环糊精(CD)是主客体化学中一类重要的主体分子，α-CD包合Pluronic三嵌段聚合物形成刚性棒状的聚准轮烷结构，聚准轮烷的自聚集能够作为物理交联点诱导注射型超分子水凝胶的形成，并且环糊精与嵌段聚合物客体分子间的立体选择性以及聚准轮烷分子动态可逆特征赋予了凝胶-溶胶可逆转变性质。这类超分子水凝胶是环糊精包合聚合物形成的最具有应用价值的材料之一，基于其良好的生物相容性可用于药物传递和组织工程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，该方法安全、简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物[Pluronic(EPE)，Aldrich]∶羟基磷灰石纳米粒子∶水＝10～200mg∶0.2～100mg∶1mL，选取聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物[Pluronic(EPE)，Aldrich]、羟基磷灰石纳米粒子和水，混合，超声分散，得到羟基磷灰石纳米粒子的悬浮液；
2)按聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物∶羟基磷灰石纳米粒子∶α-环糊精∶水＝10～200mg∶0.2～100mg∶80～400mg∶1mL，选取α-环糊精和水，配置成α-环糊精的水溶液；
3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α-环糊精水溶液混合，得到混合水溶液；混合水溶液中羟基磷灰石纳米粒子的质量浓度为0.1～50mg/ml、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物(Pluronic三嵌段聚合物)的浓度为5～100mg/mL、α-环糊精的浓度为40～200mg/mL，混合水溶液超声，静置，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。
所述的羟基磷灰石纳米粒子的粒径为10～1000nm。
所述的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物的整个分子量为3400～14600，其中聚氧化乙烯的质量百分数为25～82.5％。
所述的超声条件：功率为60～100w，频率为20～40kHz，超声时间为3～30min。
本发明的有益效果是：制备工艺安全、简单有效。本发明制得的可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶，保留了传统超分子水凝胶的基本特征如剪切变稀和温度可逆响应性质，能作为骨组织。本发明制得的可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶具有剪切变稀的性质，能作为注射植入材料，可望用于组织工程、药物传递等方面。
附图说明
图1为本发明实施例1的复合超分子水凝胶形成过程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，它包括如下步骤：
1)取聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物[Pluronic，Aldrich；分子量为14600，聚氧化乙烯的质量含量为82.5％]50mg，加粒径大小为10nm的羟基磷灰石纳米粒子1mg，加水5mL，超声分散(超声条件：功率为60w，频率为20kHz，超声时间为3min)，得到悬浮液；
2)取α-环糊精(α-CD)400mg，加水5mL，配置成质量浓度为80mg/mL的α-环糊精水溶液；
3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α-环糊精水溶液混合，得到混合水溶液(混合水溶液中羟基磷灰石纳米粒子的质量浓度为0.1mg/mL、Pluronic三嵌段聚合物的浓度为5mg/mL、α-环糊精的浓度为40mg/mL)；混合水溶液超声处理(超声条件：功率为60w，频率为20kHz，超声时间为3min)，然后静置120min，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。
图1为复合超分子水凝胶形成过程图。
实施例2：
用粒径大小为200nm的羟基磷灰石纳米粒子5mg代替实施例1中粒径大小为10nm的羟基磷灰石纳米粒子1mg。其余步骤与实施例1相同。
实施例3：
用粒径大小为300nm的羟基磷灰石纳米粒子10mg代替实施例1中粒径大小为10nm的羟基磷灰石纳米粒子1mg。其余步骤与实例1相同。
实施例4：
一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，它包括如下步骤：
1)取聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物[Pluronic，Aldrich；分子量为14600，聚氧化乙烯的质量含量为82.5％]100mg，加粒径大小为400nm的羟基磷灰石纳米粒子50mg，加水5mL，超声分散[超声条件为：功率为80w，频率为30kHz，超声时间为15min]，得到悬浮液；
2)取α-环糊精(α-CD)1g，加水5mL，配置成质量浓度为200mg/mL的α-环糊精水溶液；
3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α-环糊精水溶液混合，得到混合水溶液[混合水溶液中羟基磷灰石纳米粒子质量浓度为5mg/mL、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物的浓度为10mg/mL、α-环糊精的浓度为100mg/mL]；混合水溶液超声处理[超声条件为：功率为80w，频率为30kHz，超声时间为15min]，然后静置，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。
实施例5：
用粒径大小为500nm的羟基磷灰石纳米粒子100mg代替实施例4中粒径大小为400nm的羟基磷灰石纳米粒子50mg；其余步骤与实例4相同。
实施例6：
用粒径大小为600nm的羟基磷灰石纳米粒子200mg代替实施例4中粒径大小为400nm的羟基磷灰石纳米粒子50mg；其余步骤与实例4相同。
实施例7：
一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，它包括如下步骤：
1)取聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物[Pluronic，Aldrich；分子量为14600，聚氧化乙烯的质量含量为82.5％]500mg，加粒径大小为700nm的羟基磷灰石纳米粒子300mg，加水5mL，超声分散[超声条件为：功率为100w，频率为40kHz，超声时间为30min]，得到悬浮液；
2)取α-环糊精(α-CD)1g，加水5mL，配置成质量浓度为200mg/mL的α-环糊精水溶液；
3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α-环糊精水溶液混合，得到混合水溶液[混合水溶液中羟基磷灰石纳米粒子质量浓度为30mg/mL、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物的浓度为50mg/mL、α-环糊精的浓度为100mg/mL]；混合水溶液超声处理[超声条件为：功率为100w，频率为40kHz，超声时间为30min]，然后静置，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。
实施例8：
一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，它包括如下步骤：
1)取聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物[Pluronic，Aldrich；分子量为14600，聚氧化乙烯的质量含量为82.5％]1000mg，加粒径大小为800nm的羟基磷灰石纳米粒子400mg，加水5mL，超声分散[超声条件为：功率为100w，频率为40kHz，超声时间为30min]，得到悬浮液；
2)取α-环糊精(α-CD)2g，加水5mL，配置成质量浓度为400mg/mL的α-环糊精水溶液；
3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α-环糊精水溶液混合，得到混合水溶液[混合水溶液中羟基磷灰石纳米粒子质量浓度为40mg/mL、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物的浓度为100mg/mL、α-环糊精的浓度为200mg/mL]；混合水溶液超声处理[超声条件为：功率为100w，频率为40kHz，超声时间为30min]，然后静置，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。
实施例9：
用粒径大小为900nm的羟基磷灰石纳米粒子500mg代替实施例7中粒径大小为700nm的羟基磷灰石纳米粒子300mg；其余步骤与实施例7相同。
实施例10：
用分子量为3400、聚氧化乙烯的质含量为25％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物替代实施例1中的分子量为14600、聚氧化乙烯的质量含量为82.5％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物；其余步骤与实施例1相同。
实施例11：
用分子量为3400、聚氧化乙烯的质含量为25％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物替代实施例4中的分子量为14600、聚氧化乙烯的质量含量为82.5％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物；其余步骤与实施例4相同。
实施例12：
用分子量为3400、聚氧化乙烯的质含量为25％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物替代实施例7中的分子量为14600、聚氧化乙烯的质量含量为82.5％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物；其余步骤与实施例7相同。
实施例13：
用分子量为3400、聚氧化乙烯的质含量为25％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物替代实施例8中的分子量为14600、聚氧化乙烯的质量含量为82.5％的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物；同时采用粒径大小为1000nm的羟基磷灰石纳米粒子；其余步骤与实施例8相同。
本发明所列举的各原料都能实现本发明，各羟基磷灰石纳米粒子原料的上下限取值以及其区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例；本发明工艺参数(如功率、频率、时间等)的上下限取值以及其区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (4)

1.一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物∶羟基磷灰石纳米粒子∶水＝10～200mg∶0.2～100mg∶1mL，选取聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物、羟基磷灰石纳米粒子和水，混合，超声分散，得到羟基磷灰石纳米粒子的悬浮液；
2)按聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物∶羟基磷灰石纳米粒子∶α-环糊精∶水＝10～200mg∶0.2～100mg∶80～400mg∶1mL，选取α-环糊精和水，配置成α-环糊精的水溶液；
3)将步骤1)得到的悬浮液与步骤2)得到的α-环糊精水溶液混合，超声，静置，得到可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的羟基磷灰石纳米粒子的粒径为10～1000nm。
3.根据权利要求1所述的一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段聚合物的整个分子量为3400～14600，其中聚氧化乙烯的质量百分数为25～82.5％。
4.根据权利要求1所述的一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的超声条件：功率为60～100w，频率为20～40kHz，超声时间为3～30min。
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