CN102504530A - 一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102504530A CN102504530A CN2011103775145A CN201110377514A CN102504530A CN 102504530 A CN102504530 A CN 102504530A CN 2011103775145 A CN2011103775145 A CN 2011103775145A CN 201110377514 A CN201110377514 A CN 201110377514A CN 102504530 A CN102504530 A CN 102504530A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyglutamic acid
- gamma
- solution
- composite material
- hydroxyapatite composite
- 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
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明提供了一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法。该方法包括配置钙离子和磷离子溶液,先将γ-聚谷氨酸溶液添加到钙离子溶液中反应,然后再逐滴加入磷离子溶液,通过搅拌、陈化、模压成型、冷冻干燥制得复合材料。通过原位聚合法,将γ-聚谷氨酸加入到羟基磷灰石中制备得到新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石纳米复合材料的新方法。用本发明方法制得的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石纳米复合材料呈透明乳白色,其弯曲强度能高达135.0MPa,力学性能明显提高。该复合材料可以保证在骨修复过程中羟基磷灰石中钙离子与磷离子持续、平稳、缓慢地从γ-聚谷氨酸中释放出来,可以提高羟基磷灰石复合材料的骨结合能力,促进骨缺损的修复。
Description
技术领域:
本发明属于生物医学领域,具体涉及一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法。
背景技术:
γ-聚谷氨酸(Polyγ-glutamic acid,γ-PGA)是一种可由微生物大量生物合成的氨基酸聚合物,它由D-型或L-型谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成,通常它由5,000个左右谷氨酸单体组成,相对分子质量一般在10万~100万。作为一种水溶性、生物可降解性、无毒、生物适应性的高分子聚合物,γ-聚谷氨酸具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保湿和粘结等功能,可以与其他材料聚合形成新型复合材料,在生物医学领域中,可以作为药物载体、止血剂、生物性粘着剂、组织修复,具有很大的应用前景。
羟基磷灰石(Hydroxyapatie,HA)的化学结构式为Ca10(OH)2(PO4)6,是人体自然骨的主要成分(含60~70%),具有极好的生物活性和骨组织生长的引导性。已经证明HA种植体能诱导周围骨组织的生长,并于宿主骨形成牢固的化学结合。
目前还没有制备γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的报道。
发明内容:
本发明的目的是提供一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法。该复合材料不引入其他毒性无机或有机小分子,生物相容性好,有效强度高,具备制备工艺简单等特点。
本发明的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料是通过以下方法制备的:
(a)按Ca∶P=5∶3的摩尔比,用钙盐和磷酸盐分别配置相应浓度的钙离子溶液和磷离子溶液,其中Ca2+浓度为10mol/L~100mol/L;
(b)将质量分数为2%~6%的γ-聚谷氨酸溶液,按γ-聚谷氨酸溶液中的羧基与钙离子的摩尔比为6~0.5∶1,添加到步骤(a)的钙离子溶液中,于室温下反应2~5小时;
(c)在步骤(b)所得溶液中,逐滴加入步骤(a)的磷离子溶液,边加边搅拌,反应pH值控制为8.5~10,反应完全后,再陈化,得到γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液;
(d)然后将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中,再将其放入质量分数为2~10%的氢氧化钠溶液中并取下模具,2~6小时后形成γ-聚谷氨酸溶液凝胶棒,将其放入蒸馏水中漂洗至中性,放入真空冷冻干燥器中干燥即得新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料。
所述的步骤(c)的陈化时间优选为2天,陈化主要是使分子间相互缓慢作用,相互结合。
所述的步骤(d)中,在将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具前,优选先取少量γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中先形成一层内膜,以便取下模具。
所述的钙盐可以是氯化钙、碳酸钙、硝酸钙或氢氧化钙,磷酸盐可以是磷酸二氢钠、磷酸二氢钾或磷酸氢二钾。
本发明提供了一种在常温、常压下(既在温和条件下)通过原位聚合法,将γ-聚谷氨酸加入到羟基磷灰石中制备得到新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石纳米复合材料的新方法。用本发明方法制得的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石纳米复合材料呈透明乳白色,其弯曲强度能高达135.0MPa,力学性能明显提高。该复合材料可以保证在骨修复过程中羟基磷灰石中钙离子与磷离子持续、平稳、缓慢地从γ-聚谷氨酸中释放出来,可以提高羟基磷灰石复合材料的骨结合能力,促进骨缺损的修复。
具体实施方式:
以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
实施例1:
按羟基磷灰石化学式中钙离子与磷离子的量,即Ca∶P=5∶3的摩尔比,选取氯化钙和磷酸二氢钠分别配置浓度为10mol/L的钙离子溶液和浓度为6mol/L的磷离子溶液。将质量分数为2.0%γ-聚谷氨酸水溶液,按γ-聚谷氨酸溶液中的羧基与钙离子的摩尔比为6∶1的比例,将γ-聚谷氨酸水溶液加入到钙离子溶液中,于室温下搅拌反应5小时。在γ-聚谷氨酸与钙离子的反应液中,逐滴加入与钙离子溶液等体积的磷离子溶液,边滴加边搅拌,控制反应pH值为8.5~10,滴加完毕后,再搅拌24小时,然后陈化两天,即于室温下静置,使各种分子间相互缓慢作用,相互结合,得到γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液。取少量γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中先形成一层内膜,然后将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中,再将其放入浓度(重量百分比)为10%的氢氧化钠溶液中并取下模具,2小时后形成聚谷氨酸溶液凝胶棒,将其放入蒸馏水中漂洗至中性,放入冷冻干燥器中低温冷冻干燥,得到本实施例的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料,其色泽:乳白色透明,弯曲强度:89.5Mpa。
实施例2:
按羟基磷灰石化学式中钙离子与磷离子的量,即Ca∶P=5∶3的摩尔比,选取碳酸钙和磷酸二氢钾分别配置浓度为40mol/L的钙离子溶液和浓度为24mol/L的磷离子溶液。将质量分数为2.0%γ-聚谷氨酸水溶液,按γ-聚谷氨酸溶液中的羧基与钙离子的摩尔比为4∶1的比例,将γ-聚谷氨酸水溶液加入到钙离子溶液中,于室温下搅拌反应4小时。在γ-聚谷氨酸与钙离子的反应液中,逐滴加入与钙离子溶液等体积的磷离子溶液,边滴加边搅拌,控制反应pH值为8.5~10,滴加完毕后,再搅拌24小时,然后陈化两天,得到γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液。取少量γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中先形成一层内膜,然后将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中,再将其放入浓度(重量百分比)为2%的氢氧化钠溶液中并取下模具,6小时后形成聚谷氨酸溶液凝胶棒,将其放入蒸馏水中漂洗至中性,放入冷冻干燥器中低温冷冻干燥,得到本实施例的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料,其色泽:乳白色透明,弯曲强度:128.5Mpa。
实施例3:
按羟基磷灰石化学式中钙离子与磷离子的量,即Ca∶P=5∶3的摩尔比,选取氢氧化钙和磷酸氢二钾分别配置浓度为60mol/L的钙离子溶液和浓度为36mol/L的磷离子溶液。将质量分数为6.0%γ-聚谷氨酸水溶液,按γ-聚谷氨酸溶液中的羧基与钙离子的摩尔比为2∶1的比例,将γ-聚谷氨酸水溶液加入到钙离子溶液中,于室温下搅拌反应3小时。在γ-聚谷氨酸与钙离子的反应液中,逐滴加入与钙离子溶液等体积的磷离子溶液,边滴加边搅拌,控制反应pH值为8.5~10,滴加完毕后,再搅拌24小时,然后陈化两天,得到γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液。取少量γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中先形成一层内膜,然后将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中,再将其放入浓度(重量百分比)为5%的氢氧化钠溶液中并取下模具,4小时后形成聚谷氨酸溶液凝胶棒,将其放入蒸馏水中漂洗至中性,放入冷冻干燥器中低温冷冻干燥,得到本实施例的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料,其色泽:乳白色透明,弯曲强度:107.2Mpa。
实施例4:
按羟基磷灰石化学式中钙离子与磷离子的量,即Ca∶P=5∶3的摩尔比,选取硝酸钙和磷酸二氢钠分别配置浓度为100mol/L的钙离子溶液和浓度为60mol/L的磷离子溶液。将质量分数为2.5%γ-聚谷氨酸水溶液,按γ-聚谷氨酸溶液中的羧基与钙离子的摩尔比为1∶2的比例,将γ-聚谷氨酸水溶液加入到钙离子溶液中,于室温下搅拌反应2小时。在γ-聚谷氨酸与钙离子的反应液中,逐滴加入与钙离子溶液等体积的磷离子溶液,边滴加边搅拌,控制反应pH值为8.5~10,滴加完毕后,再搅拌24小时,然后陈化两天,得到γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液。取少量γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶溶液注入模具中先形成一层内膜,然后将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中,再将其放入浓度(重量百分比)为8%的氢氧化钠溶液中并取下模具,3小时后形成聚谷氨酸溶液凝胶棒,将其放入蒸馏水中漂洗至中性,放入冷冻干燥器中低温冷冻干燥,得到本实施例的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料,其色泽:乳白色透明,弯曲强度:135.0Mpa。
表1是本发明的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料与其他几种样品的力学性能比较:
表1:几种样品的力学性能比较
由表1可见,用原位聚合方法制备的本发明的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的力学性能比共混的制备样品的力学性能高,而且远远高于自然骨的力学性能。
Claims (5)
1.一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)按Ca∶P=5∶3的摩尔比,用钙盐和磷酸盐分别配置相应浓度的钙离子溶液和磷离子溶液,其中Ca2+浓度为10mol/L~100mol/L;
(b)将质量分数为2%~6%的γ-聚谷氨酸溶液,按γ-聚谷氨酸溶液中的羧基与钙离子的摩尔比为6~0.5∶1,添加到步骤(a)的钙离子溶液中,于室温下反应2~5小时;
(c)在步骤(b)所得溶液中,逐滴加入步骤(a)的磷离子溶液,边加边搅拌,反应pH值控制为8.5~10,反应完全后,再陈化,得到γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液;
(d)然后将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中,再将其放入质量分数为2~10%的氢氧化钠溶液中并取下模具,2~6小时后形成γ-聚谷氨酸溶液凝胶棒,将其放入蒸馏水中漂洗至中性,放入真空冷冻干燥器中干燥即得新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料。
2.根据权利要求1所述的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的制备方法,其特征在于,所述的步骤(c)的陈化时间为2天。
3.根据权利要求1所述的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的制备方法,其特征在于,所述的步骤(d)中,在将γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具前,先取少量γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石溶液注入模具中先形成一层内膜。
4.根据权利要求1所述的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的制备方法,其特征在于,所述的钙盐为氯化钙、碳酸钙、硝酸钙或氢氧化钙,所述的磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾或磷酸氢二钾。
5.一种按照权利要求1所述的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料的制备方法制备得到的新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110377514 CN102504530B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110377514 CN102504530B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102504530A true CN102504530A (zh) | 2012-06-20 |
CN102504530B CN102504530B (zh) | 2013-06-19 |
Family
ID=46216668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201110377514 Active CN102504530B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102504530B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103157129A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-19 | 上海大学 | 用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法 |
CN103751846A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-30 | 广东省微生物研究所 | 一种新型掺锶γ-聚谷氨酸/磷酸三钙复合材料及其制备方法 |
CN105169492A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-12-23 | 广东省微生物研究所 | 一种γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石凝胶微球载体材料及其制备方法 |
CN106730017A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 广东省微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种可引导骨组织再生的缓释抗菌复合膜及其制备方法 |
CN114939068A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-26 | 四川大学 | 无定形磷酸钙复合材料及其制备方法、在口腔中的应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1958082A (zh) * | 2006-09-14 | 2007-05-09 | 清华大学 | 一种用于骨修复的矿化多肽材料及其制备方法 |
CN101759169A (zh) * | 2009-11-13 | 2010-06-30 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 磷酸钙纳米结构空心微球及其制备方法 |
-
2011
- 2011-11-23 CN CN 201110377514 patent/CN102504530B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1958082A (zh) * | 2006-09-14 | 2007-05-09 | 清华大学 | 一种用于骨修复的矿化多肽材料及其制备方法 |
CN101759169A (zh) * | 2009-11-13 | 2010-06-30 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 磷酸钙纳米结构空心微球及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李哲: "纳米羟基磷灰石的表面改性及其复合材料的仿生合成", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 3, 15 September 2007 (2007-09-15), pages 45 - 47 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103157129A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-19 | 上海大学 | 用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法 |
CN103157129B (zh) * | 2013-03-13 | 2014-10-01 | 上海大学 | 用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法 |
CN103751846A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-30 | 广东省微生物研究所 | 一种新型掺锶γ-聚谷氨酸/磷酸三钙复合材料及其制备方法 |
CN105169492A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-12-23 | 广东省微生物研究所 | 一种γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石凝胶微球载体材料及其制备方法 |
CN105169492B (zh) * | 2015-09-07 | 2018-01-05 | 广东省微生物研究所 | 一种γ‑聚谷氨酸/羟基磷灰石凝胶微球载体材料及其制备方法 |
CN106730017A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 广东省微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种可引导骨组织再生的缓释抗菌复合膜及其制备方法 |
CN106730017B (zh) * | 2016-12-14 | 2019-08-02 | 广东省微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种可引导骨组织再生的缓释抗菌复合膜及其制备方法 |
CN114939068A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-26 | 四川大学 | 无定形磷酸钙复合材料及其制备方法、在口腔中的应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102504530B (zh) | 2013-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lu et al. | Mussel-inspired blue-light-activated cellulose-based adhesive hydrogel with fast gelation, rapid haemostasis and antibacterial property for wound healing | |
CN102504530B (zh) | 一种新型γ-聚谷氨酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 | |
CN105268029B (zh) | 一种用于骨修复的可注射并可自愈合的天然高分子水凝胶 | |
CN105713106B (zh) | 一种海藻酸钠双交联水凝胶及其制备方法与应用 | |
CN103007342B (zh) | 生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料及其制备方法 | |
CN104262648B (zh) | 一种以双醛聚乙二醇为交联剂的胶原基生物医用材料及其制备方法 | |
CN101028536A (zh) | 聚乙烯醇/丝胶共混凝胶薄膜的制备方法 | |
CN107265426B (zh) | 一种模板介导合成含硅羟基磷灰石材料及其制备方法 | |
CN107158453A (zh) | 一种透明质酸组织粘合剂的制备方法 | |
CN102784414A (zh) | 一种可用于组织工程的可注射性双交联水凝胶的制备方法 | |
CN105169454A (zh) | 一种海藻酸盐复合水凝胶敷料及其制备方法和用途 | |
CN1203120C (zh) | 原位复合制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料的方法 | |
CN103665400B (zh) | 白芨止血凝胶的制备方法及应用 | |
CN110157010B (zh) | 一种基于多糖/聚肽的聚电解质复合物水凝胶止血剂 | |
CN107501577B (zh) | 一种可降解原位凝胶的制备方法 | |
CN104591679A (zh) | 一种改性氯氧镁骨水泥及其制备方法和应用 | |
CN104383580A (zh) | 一种含海藻酸盐/胶原膜的制备方法 | |
CN106632855A (zh) | 一种高强度多功能凝胶及其制备方法 | |
CN103751846B (zh) | 一种掺锶γ-聚谷氨酸/磷酸三钙复合材料及其制备方法 | |
CN101928355B (zh) | 一种氨基化海藻酸及其制备方法 | |
CN106496608A (zh) | 胶原基复配非离子型多糖构建复合水凝胶的制备方法 | |
CN116650710A (zh) | 一种贻贝启发的多功能双网络交联水凝胶伤口敷料 | |
Subramanian et al. | Tunable mechanical properties of Mo3Se3-poly vinyl alcohol-based/silk fibroin-based nanowire ensure the regeneration mechanism in tenocytes derived from human bone marrow stem cells | |
CN104307031B (zh) | 一种皮肤外用修复材料的制备方法及用途 | |
CN105288729A (zh) | 一种快速降解的可注射型透钙磷石骨水泥的制备方法 |
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 | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 510070 No. 100 martyrs Middle Road, Guangdong, Guangzhou Patentee after: Guangdong Institute of Microbiology (Guangdong province microbiological analysis and testing center) Address before: 510070 No. 100 martyrs Middle Road, Guangdong, Guangzhou Patentee before: Guangdong Institute of Microbiology |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |