CN102921036A - 新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的制备方法，步骤：(1) 选择无污染海域的新鲜牡蛎壳进行物理化学清洗干净后，弱酸中浸泡后置流水下冲洗至不含有杂质；(2) 干净的牡蛎壳经球磨机粉碎至颗粒状，过200目筛；(3) 牡蛎壳粉与柠檬酸过饱和溶液反应，离心取其沉淀，并通过鼓风干燥机干燥得柠檬酸钙粉；(4) 将制得的柠檬酸钙粉，用100目的过滤筛过滤，再用60目的过滤筛过滤，取滤出物，即得到柠檬酸钙粉颗粒。本发明具有良好的力学强度，合适的颗粒大小，晶体间紧密的结合力延长材料的降解时间，使其能在体内缓慢的降解，平稳释放钙离子，创造局部高钙环境，对于骨缺损、骨质疏松、骨肿瘤治疗效果明显；在生物组织修复中具有广泛应用价值。

Description

新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料。

背景技术

临床上各种类型的骨缺损十分常见，创伤引起的骨不连、骨缺损的处理和骨肿瘤的保肢治疗以及一些重建手术往往都涉及植骨的问题。目前临床应用的骨移植材料有自体骨、异体骨以及各种人工合成的移植材料替代物。所有这些骨移植材料都至少具备了以下的一种生物学特性：(1)骨传导性(Osteoconduction)：为血管的长入和新骨的形成提供一个支架；(2)骨诱导性(Osteoinduction)：内含成骨诱导蛋白，能够刺激植骨区周围的间充质干细胞向成软骨细胞或成骨细胞分化，形成新骨；(3)成骨作用(Osteogenesis)：内含有骨原细胞、成骨细胞或者骨祖细胞，一旦植入合适的环境就能够直接形成新骨。自体骨移植因其具有良好的骨传导性、诱导性和成骨能力，且无传播疾病的危险而被认为是骨移植的金标准。自体骨需要进行额外的手术操作，增加手术时间和住院时间，而且去骨手术后，相关取骨手术后相关并发症的发生率可达30%左右，获取骨量也有限。同种异体骨移植材料被认为是进行骨移植术的第二选择，异体或异种骨移植植入后新骨的爬行替代过程缓慢，骨不愈合率较高，还有可能传播疾病，引起宿主反应。

目前临床应用的人工骨填充修复生物材料主要包括：羟基磷灰石（HA）、磷酸三钙（TCP)、半水硫酸钙、生物玻璃等。以羟基磷灰石和磷酸三钙为基的生物材料在骨缺损部位经过长时间仍然难完全生物降解或吸收，最终影响新生骨组织的生成；以半水硫酸钙为基的骨填充材料，由于价格昂贵，其降解速度过快，其材料周围钙浓度在14mmol/L，最终影响周围骨细胞的增殖矿化；生物玻璃虽然具备一定的骨激活作用，但存在脆性大、抗弯强度小等不足。上述这些材料由于自身缺陷而使其应用受到限制。因此，有必要进一步开发新的骨填充修复材料。

由于环境污染，患牙病的人越来越多，严重影响生活质量。对病齿提供一种生物相容性好的填充修复材料也是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种以海洋型柠檬酸钙为主要成分的新型医疗用人体硬组织修复材料，以良好的生物相容性、较好的生物降解性、较好的可塑性、一定的机械强度、良好的材料生物活性和成骨效应来适应人体硬组织修复材料医疗的需要。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1) 选择无污染海域的新鲜牡蛎壳进行物理化学清洗干净后，弱酸中浸泡后置流水下冲洗至不含有杂质;

(2) 干净的牡蛎壳经球磨机粉碎至颗粒状，过200目筛，得到牡蛎壳粉;

(3) 牡蛎壳粉与柠檬酸过饱和溶液反应，离心取其沉淀，并通过鼓风干燥机干燥得柠檬酸钙粉;

(4) 将制得的柠檬酸钙粉，用100目的过滤筛过滤，再用60目的过滤筛过滤，取滤出物，即得到柠檬酸钙粉颗粒。

本发明提供的新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料具有良好的力学强度，合适的颗粒大小，晶体间紧密的结合力延长材料的降解时间，使其能在体内缓慢的降解，平稳释放钙离子，创造局部高钙环境。体外体液模拟实验中，pH值测定和钙离子释放结果证明，整个降解过程中柠檬酸钙不明显改变周围的环境的pH值，且钙离子释放幅度较平缓，最终达到适宜成骨细胞增殖分化所需的胞外钙浓度。

本发明提供的新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料，是一种可靠的体内可降解的组织填充修复及治疗材料，对于骨缺损、骨质疏松、骨肿瘤治疗效果明显；在生物组织（如骨、软骨、牙）修复中具有广泛应用价值。

附图说明

图1为新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的红外图谱；

图2为新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的SEM图；

图3为新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的SEM图；

图4为新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的SEM图；

图5为新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的SEM图；

图6为柠檬酸钙与osteoset的pH-时间关系图；

具体实施方式

实施例1

选择无污染海域的新鲜牡蛎壳经自来水浸泡4-5小时、40%乙酸浸泡2小时、去离子水浸泡至中性、将烘干后的牡蛎壳用超声波清洗，在水介质中，频率20KWz、40W/L溶液的超声对牡蛎壳进行清洗，超声波清洗处理后，放入鼓风干燥箱24小时烘干，温度为60^oC。干净的牡蛎壳经粉碎机粉碎至颗粒状，过200目筛，得到牡蛎壳粉。向分析纯过饱和的柠檬酸溶液中，逐渐少量加入牡蛎壳粉，待充分反应后震荡反应容器。至无气泡溢出，至无泡沫生成，沉淀量无明显增减后，以16000r/min的离心速度离心20分钟，取其沉淀，并通过鼓风干燥机干燥24小时得柠檬酸钙粉，并通过鼓风干燥机干燥放置24小时。将制得的柠檬酸钙粉，用100目的过滤筛(筛孔直径0.154mm)过滤后，取筛中不能滤下的柠檬酸钙粉；再用60目的过滤筛(筛孔直径0.355mm)过滤，此时取滤出物，即得到0.154mm<颗粒直径<0.355mm的柠檬酸钙粉颗粒。

如图1所示为新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的红外图谱；此图是以KBr 为基质，样品的红外光谱。柠檬酸为含有3个羧基的有机酸，其红外光谱的特征峰ν_O-H 3496.4cm^-1,ν_C-H 3297.7cm^-1，ν_C=O1700.9cm^-1，ν_C-C1178.3cm^-1，δ_O-H（面外）775.3cm^-1 。与图中的特征吸收峰3496cm^-1、3320cm^-1、1683cm^-1、1142cm^-1、779cm^-1比较吻合，只是有一些偏移；1683cm^-1是COO^-的伸缩振动吸收峰，与柠檬酸的羰基峰1700.9cm^-1比较，柠檬酸钙的C=O峰向低波数移动，说明羧酸跟与钙离子形成了配位键，反应物柠檬酸转化为产物柠檬酸钙，得到了实验的产物。

图2、图3、图4和图5中可以看出经过清洗粉碎等工艺，得到0.154-0.355mm的柠檬酸钙颗粒。牡蛎壳粉与柠檬酸钙反应后，生成大小均一的片状柠檬酸钙结晶体，片状柠檬酸钙晶体相互簇拥，小颗粒通过表面彼此相互结合，形成排列有序结构，晶体间结合紧密。这种有序、均一、一致的特殊微观结构决定了生物型柠檬酸钙有助于提高材料本身的力学强度，同时晶体间紧密的结合力将延长材料的降解时间，使局部环境中钙离子更加平稳的释放，为解决普通柠檬酸钙粉降解过快，无法与新骨形成时间一致提供了可能。

从图6中可以看出，本发明修复材料在模拟体液中37℃很稳保存过程中，降解吸收过程中并不明显改变体液的PH值，整个液体环境的ph值波动于7.1-7.4之间。与之对比Osteoset 片降解过程中ph值有初始的7.4下降并稳定在6.2左右，使溶液呈现微酸的环境。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.新型海洋环保型柠檬酸钙硬组织修复材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1) 选择无污染海域的新鲜牡蛎壳进行物理化学清洗干净后，弱酸中浸泡后置流水下冲洗至不含有杂质;

(2) 干净的牡蛎壳经球磨机粉碎至颗粒状，过200目筛，得到牡蛎壳粉;

(3) 牡蛎壳粉与柠檬酸过饱和溶液反应，离心取其沉淀，并通过鼓风干燥机干燥得柠檬酸钙粉;

(4) 将制得的柠檬酸钙粉，用100目的过滤筛过滤，再用60目的过滤筛过滤，取滤出物，即得到柠檬酸钙粉颗粒。

Images