CN102274546A

CN102274546A - 一种天然骨修复材料的制备方法

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Publication number: CN102274546A
Application number: CN2011101926988A
Authority: CN
Inventors: 王晶彦; 李慕勤; 李德超; 刘爽; 马臣; 曲立杰
Original assignee: Jiamusi University
Current assignee: Jiamusi University
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: CN102274546B

Abstract

一种天然骨修复材料的制备方法，涉及一种骨修复材料的制备方法。本发明是要解决现有骨缺损修复中自体骨移植来源少，异体骨移植存在排斥反应，人工骨修复材料人工替代骨诱导成骨能力差、成骨量少的问题。方法：清除松质骨上的软组织和骨髓，切成块状，固定，冲洗，浸泡，洗涤，灭菌，得去抗原松质骨；将去抗原松质骨置于热处理炉中煅烧；提取骨碎补提取液；提取淫羊藿提取液；提取川续断提取液；将煅烧后的松质骨置于骨碎补提取液、淫羊藿提取液或川续断提取液中浸泡，烘干，即得天然骨修复材料。本发明可控制骨修复材料的尺寸，制得的骨修复材料具有天然的多孔结构，内壁较光滑，为物相纯净、晶粒发育完整的羟基磷灰石。用于骨缺损修复。

Description

一种天然骨修复材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种骨修复材料的制备方法。

背景技术

生活节奏加快，疾病、交通事故、运动创伤等的频繁发生，造成人们意外伤害剧增。发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益。

目前骨缺损修复的方法主要为自体骨移植、异体骨移植及人工合成骨。自体骨移植具有无抗原性、良好的骨诱导性和骨传导性特点，但它的来源受到限制。异体骨移植有传染其他疾病的风险，还有法律和伦理方面的问题需要解决。人工合成骨有较好的骨传导性与一定的机械强度，植入体内主要起支架作用引导骨再生，以后慢慢被生物降解、清除，它的骨传导性较好，但人工合成骨诱导成骨能力差、成骨量少。虽然人工合成骨具有一定的生物活性，但在抗压强度和弹性模量上与其周围的正常组织尚有一定的差别，在受力和疲劳之后断裂和界面有剥离现象。对于修复大段的骨缺损，由于其抗压强度和抗弯强度与生物自体骨有一定的差别，受力后的形变常使植骨失败。即使有新骨的生成，完全靠新骨的爬行替代也往往达不到应有的长度。人工合成骨只有骨基质的成分，而没有细胞和血管的成分，因此它还不能成为优良的骨修复材料。

发明内容

本发明是要解决现有骨缺损修复中自体骨移植来源少，异体骨移植存在排斥反应，人工骨修复材料人工替代骨诱导成骨能力差、成骨量少的问题，提供一种天然骨修复材料的制备方法。

本发明天然骨修复材料的制备方法，按以下步骤进行：一、清除松质骨上附着的软组织和骨髓，然后切成块状，然后放于质量百分比浓度为1.4％～1.6％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定3～5h，用蒸馏水冲洗3～5次后，置于0.5～2mol/L的NaOH溶液中浸泡3～5h，然后再用0.05～0.2mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤3～5次，将经磷酸钠缓冲液洗涤后的松质骨置于pH值为7.2～7.6、质量百分比浓度为0.4％～0.6％的天门冬氨酸溶液中1～2h，然后用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌1～3h，得到去抗原松质骨；二、将去抗原松质骨置于热处理炉中，于830～870℃煅烧1～3h；三、提取骨碎补提取液；四、提取淫羊藿提取液；五、提取川续断提取液；六、将步骤二得到的煅烧后的松质骨置于骨碎补提取液、淫羊藿提取液或川续断提取液中浸泡，烘干，即得到天然骨修复材料；步骤一所述松质骨为牛松质骨或猪松质骨。

本发明采用保鲜骨的处理方法，不损伤胶原结构，矿物质损失很少，利用牛松质骨、猪松质骨为原料，制备出的天然骨修复材料与人体生物相容性更好，可广泛应用于人体硬组织缺损的修复，具有较高的学术价值。本发明的方法可以控制天然骨修复材料的尺寸，制得的天然骨修复材料具有天然的多孔结构，多孔结构中孔的分布较好，能保留动物骨原有的无机盐骨架并形成高度多孔的结构而适合于移植，内壁较光滑，所制得的天然骨修复材料，为物相纯净、晶粒发育完整的羟基磷灰石。本发明将中药(骨碎补、淫羊藿或川续断)作为诱导骨形成的功能材料，能加速材料初期骨组织生长和增强骨结合，使其在不外加活体细胞和生长因子的情况下具有诱导组织再生的能力。本发明获得的骨修复材料具有良好的组织相容性，良好的机械学特性，可以渐进性吸收，而且由于引入中药(骨碎补、淫羊藿或川续断)能促进骨的修复速度，这将为骨修复材料的选择提供另一途径。

附图说明

图1为具体实施方式十九制得的天然骨修复材料放大11倍的SEM照片；图2为具体实施方式十九制得的天然骨修复材料放大50倍的SEM照片；图3为具体实施方式十九制得的天然骨修复材料放大1000倍的SEM照片；图4为具体实施方式十九制得的天然骨修复材料放大2000倍的SEM照片；图5为具体实施方式十九制得的天然骨修复材料的X-射线衍射图谱。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种天然骨修复材料的制备方法，按以下步骤进行：一、清除松质骨上附着的软组织和骨髓，然后切成块状，然后放于质量百分比浓度为1.4％～1.6％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定3～5h，用蒸馏水冲洗3～5次后，置于0.5～2mol/L的NaOH溶液中浸泡3～5h，然后再用0.05～0.2mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤3～5次，将经磷酸钠缓冲液洗涤后的松质骨置于pH值为7.2～7.6、质量百分比浓度为0.4％～0.6％的天门冬氨酸溶液中1～2h，然后用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌1～3h，得到去抗原松质骨；二、将去抗原松质骨置于热处理炉中，于830～870℃煅烧1～3h；三、提取骨碎补提取液；四、提取淫羊藿提取液；五、提取川续断提取液；六、将步骤二得到的煅烧后的松质骨置于骨碎补提取液、淫羊藿提取液或川续断提取液中浸泡，烘干，即得到天然骨修复材料；步骤一所述松质骨为牛松质骨或猪松质骨。

本实施方式的方法可以控制天然骨修复材料的尺寸，制得的天然骨修复材料具有天然的多孔结构，多孔结构中孔的分布较好，能保留动物骨原有的无机盐骨架并形成高度多孔的结构而适合于移植，内壁较光滑，所制得的天然骨修复材料，为物相纯净、晶粒发育完整的羟基磷灰石。本实施方式将中药(骨碎补、淫羊藿或川续断)作为诱导骨形成的功能材料，能加速材料初期骨组织生长和增强骨结合，使其在不外加活体细胞和生长因子的情况下具有诱导组织再生的能力。本实施方式获得的骨修复材料具有良好的组织相容性，良好的机械学特性，可以渐进性吸收，而且由于引入中药(骨碎补、淫羊藿或川续断)能促进骨的修复速度。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中放于质量百分比浓度为1.5％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定4h。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中用0.1mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中天门冬氨酸溶液的pH值为7.3～7.5。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中天门冬氨酸溶液的pH值为7.4。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中天门冬氨酸溶液的质量百分比浓度为0.5％。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌2h。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二中于850℃煅烧2h。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三中提取骨碎补提取液的具体方法为：将骨碎补生品于80℃干燥，然后加水浸泡8h，直火煎煮，保持微沸50min，然后用脱脂棉过滤，得药液，再加水复提2次，过滤，得药液，将得到的药液混合，在水浴上蒸发，得到浓度为0.4g/mL的骨碎补提取液。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤四中提取淫羊藿提取液的具体方法为：将1kg淫羊藿加水浸泡6h，煎煮三次，第一次1.5h，第二次1h，第三次0.5h，合并煎液，滤过，浓缩至得到含生药1g/mL的淫羊藿提煎液，将淫羊藿提煎液于2500r/min离心20min，取上清液加乙醇至乙醇的体积百分比浓度为50％，然后冷藏过夜，离心，取上清，得到淫羊藿提取液。其它与具体实施方式一至十之一相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤五中提取川续断提取液的具体方法为：将干燥的川续断粉碎后过20目筛，得药粉，取药粉置于圆底烧瓶中，加入8倍体积的体积百分比浓度为95％的乙醇回流提取3次，每次1h，将3次回流提取液过滤，合并滤液，浓缩至滤液浓度为0.1g/mL，然后置于60℃真空干燥箱中减压干燥，得粗提物，将粗提物用等体积正丁醇萃取3次，合并萃取液，减压回收正丁醇，将剩余物再置于60℃真空干燥箱中减压干燥，即得川续断提取液，川续断提取液中川续断皂苷VI的质量百分比含量为59.4％。其它与具体实施方式一至十一之一相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤六中在骨碎补提取液中的浸泡时间为22～26h。其它与具体实施方式一至十二之一相同。

具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤六中在骨碎补提取液中的浸泡时间为24h。其它与具体实施方式一至十二之一相同。

具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是：步骤六中在淫羊藿提取液中的浸泡时间为45～50h。其它与具体实施方式一至十四之一相同。

具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是：步骤六中在淫羊藿提取液中的浸泡时间为48h。其它与具体实施方式一至十四之一相同。

具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十六之一不同的是：步骤六中川续断提取液中的浸泡时间为70～74h。其它与具体实施方式一至十六之一相同。

具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一至十六之一不同的是：步骤六中川续断提取液中的浸泡时间为72h。其它与具体实施方式一至十六之一相同。

具体实施方式十九：本实施方式一种天然骨修复材料的制备方法，按以下步骤进行：一、清除牛松质骨上附着的软组织和骨髓，然后切成块状，然后放于质量百分比浓度为1.5％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定4h，用蒸馏水冲洗3次后，置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h，然后再用0.1mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤3次，将经磷酸钠缓冲液洗涤后的牛松质骨置于pH值为7.4、质量百分比浓度为0.5％的天门冬氨酸溶液中1h，然后用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌2h，得到去抗原松质骨；二、将去抗原松质骨置于热处理炉中，于850℃煅烧2h；三、提取骨碎补提取液：将骨碎补生品于80℃干燥，然后加水浸泡8h，直火煎煮，保持微沸50min，然后用脱脂棉过滤，得药液，再加水复提2次，过滤，得药液，将得到的药液混合，在水浴上蒸发，得到浓度为0.4g/mL的骨碎补提取液；四、将步骤二得到的煅烧后的牛松质骨置于骨碎补提取液中浸泡24h，烘干，即得到天然骨修复材料。

本实施方式的方法可以控制天然骨修复材料的尺寸。

本实施方式制得的天然骨修复材料的SEM照片如图1～4所示，图1为放大11倍，图2为放大50倍，图3为放大1000倍，图4为放大2000倍。由图1和图2可以看出天然骨修复材料具有天然的多孔结构，孔的分布较好。由图3和图4可看出天然骨修复材料的内壁较光滑。

对本实施方式制得的天然骨修复材料进行X-射线衍射分析，分析结果如图5所示，★表示Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，可知天然骨修复材料为物相纯净、晶粒发育完整的羟基磷灰石(HA)，图5所示主要峰值与PDF标准卡片09-0432(HA)的峰值极为吻合。

具体实施方式二十：本实施方式一种天然骨修复材料的制备方法，按以下步骤进行：一、清除牛松质骨上附着的软组织和骨髓，然后切成块状，然后放于质量百分比浓度为1.5％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定4h，用蒸馏水冲洗3次后，置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h，然后再用0.1mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤3次，将经磷酸钠缓冲液洗涤后的牛松质骨置于pH值为7.4、质量百分比浓度为0.5％的天门冬氨酸溶液中1h，然后用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌2h，得到去抗原松质骨；二、将去抗原松质骨置于热处理炉中，于850℃煅烧2h；三、提取淫羊藿提取液：将1kg淫羊藿加水浸泡6h，煎煮三次，第一次1.5h，第二次1h，第三次0.5h，合并煎液，滤过，浓缩至得到含生药1g/mL的淫羊藿提煎液，将淫羊藿提煎液于2500r/min离心20min，取上清液加乙醇至乙醇的体积百分比浓度为50％，然后冷藏过夜，离心，取上清，得到淫羊藿提取液；四、将步骤二得到的煅烧后的牛松质骨置于淫羊藿提取液中浸泡48h，烘干，即得到天然骨修复材料。

本实施方式的方法可以控制天然骨修复材料的尺寸，制得的天然骨修复材料具有天然的多孔结构，多孔结构中孔的分布较好，能保留动物骨原有的无机盐骨架并形成高度多孔的结构而适合于移植，内壁较光滑，所制得的天然骨修复材料，为物相纯净、晶粒发育完整的羟基磷灰石。

具体实施方式二十一：本实施方式一种天然骨修复材料的制备方法，按以下步骤进行：一、清除牛松质骨上附着的软组织和骨髓，然后切成块状，然后放于质量百分比浓度为1.5％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定4h，用蒸馏水冲洗3次后，置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h，然后再用0.1mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤3次，将经磷酸钠缓冲液洗涤后的牛松质骨置于pH值为7.4、质量百分比浓度为0.5％的天门冬氨酸溶液中1h，然后用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌2h，得到去抗原松质骨；二、将去抗原松质骨置于热处理炉中，于850℃煅烧2h；三、提取川续断提取液：将干燥的川续断粉碎后过20目筛，得药粉，取药粉置于圆底烧瓶中，加入8倍体积的体积百分比浓度为95％的乙醇回流提取3次，每次1h，将3次回流提取液过滤，合并滤液，浓缩至滤液浓度为0.1g/mL，然后置于60℃真空干燥箱中减压干燥，得粗提物，将粗提物用等体积正丁醇萃取3次，合并萃取液，减压回收正丁醇，将剩余物再置于60℃真空干燥箱中减压干燥，即得川续断提取液，川续断提取液中川续断皂苷VI的质量百分比含量为59.4％；四、将步骤二得到的煅烧后的牛松质骨置于川续断提取液中浸泡72h，烘干，即得到天然骨修复材料。

Claims

1.一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于天然骨修复材料的制备方法，按以下步骤进行：一、清除松质骨上附着的软组织和骨髓，然后切成块状，然后放于质量百分比浓度为1.4％～1.6％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定3～5h，用蒸馏水冲洗3～5次后，置于0.5～2mol/L的NaOH溶液中浸泡3～5h，然后再用0.05～0.2mol/L的磷酸钠缓冲液洗涤3～5次，将经磷酸钠缓冲液洗涤后的松质骨置于pH值为7.2～7.6、质量百分比浓度为0.4％～0.6％的天门冬氨酸溶液中1～2h，然后用辐射剂量为25kGy的钴60灭菌1～3h，得到去抗原松质骨；二、将去抗原松质骨置于热处理炉中，于830～870℃煅烧1～3h；三、提取骨碎补提取液；四、提取淫羊藿提取液；五、提取川续断提取液；六、将步骤二得到的煅烧后的松质骨置于骨碎补提取液、淫羊藿提取液或川续断提取液中浸泡，烘干，即得到天然骨修复材料；步骤一所述松质骨为牛松质骨或猪松质骨。

2.根据权利要求1所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤一中放于质量百分比浓度为1.5％的戊二醛磷酸钠缓冲液中固定4h。

3.根据权利要求1或2所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤一中置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h。

4.根据权利要求3所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤一中天门冬氨酸溶液的pH值为7.4。

5.根据权利要求4所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤一中天门冬氨酸溶液的质量百分比浓度为0.5％。

6.根据权利要求5所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤三中提取骨碎补提取液的具体方法为：将骨碎补生品于80℃干燥，然后加水浸泡8h，直火煎煮，保持微沸50min，然后用脱脂棉过滤，得药液，再加水复提2次，过滤，得药液，将得到的药液混合，在水浴上蒸发，得到浓度为0.4g/mL的骨碎补提取液。

7.根据权利要求6所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤四中提取淫羊藿提取液的具体方法为：将1kg淫羊藿加水浸泡6h，煎煮三次，第一次1.5h，第二次1h，第三次0.5h，合并煎液，滤过，浓缩至得到含生药1g/mL的淫羊藿提煎液，将淫羊藿提煎液于2500r/min离心20min，取上清液加乙醇至乙醇的体积百分比浓度为50％，然后冷藏过夜，离心，取上清，得到淫羊藿提取液。

8.根据权利要求7所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤五中提取川续断提取液的具体方法为：将干燥的川续断粉碎后过20目筛，得药粉，取药粉置于圆底烧瓶中，加入8倍体积的体积百分比浓度为95％的乙醇回流提取3次，每次1h，将3次回流提取液过滤，合并滤液，浓缩至滤液浓度为0.1g/mL，然后置于60℃真空干燥箱中减压干燥，得粗提物，将粗提物用等体积正丁醇萃取3次，合并萃取液，减压回收正丁醇，将剩余物再置于60℃真空干燥箱中减压干燥，即得川续断提取液，川续断提取液中川续断皂苷VI的质量百分比含量为59.4％。

9.根据权利要求8所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤六中在骨碎补提取液中的浸泡时间为24h。

10.根据权利要求9所述的一种天然骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤六中川续断提取液中的浸泡时间为72h。