CN105295117B - 一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105295117B
CN105295117B CN201510835250.1A CN201510835250A CN105295117B CN 105295117 B CN105295117 B CN 105295117B CN 201510835250 A CN201510835250 A CN 201510835250A CN 105295117 B CN105295117 B CN 105295117B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
magnesium
chitosan
phosphate
phosphoric acid
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510835250.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105295117A (zh
Inventor
廖建国
李艳群
谢玉芬
刘静贤
段星泽
张永祥
关夏莉
朱江南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN201510835250.1A priority Critical patent/CN105295117B/zh
Publication of CN105295117A publication Critical patent/CN105295117A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105295117B publication Critical patent/CN105295117B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用,它包括下述质量百分比的原料制备而成,其中:合成磷酸镁盐10~60%、壳聚糖40~90%,所述合成磷酸镁盐为磷酸镁铵或磷酸镁钾;所述磷酸镁铵是由磷酸二氢铵和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成;所述磷酸镁钾是由磷酸二氢钾和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成。本发明采用原位合成方法,分别在磷酸二氢铵(或磷酸二氢钾)、壳聚糖混合溶液中滴加氯化镁溶液制备磷酸镁铵(或磷酸镁钾)、壳聚糖复合生物材料。本发明制备的磷酸镁铵(或磷酸镁钾)、壳聚糖复合生物材料,制备方法比较简单,所得到的生物复合材料性能良好,在骨修复材料方面有很好的应用前景。

Description

一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及一种可作为骨修复材料使用的磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用。
背景技术
每年因为交通事故、疾病等原因造成的骨损伤越来越多,相应骨组织修复材料的应用也越来越多。骨组织的主要成分是羟基磷灰石和胶原,骨组织的修复材料包括医用金属,生物陶瓷,医用高分子,医用复合材料。由于金属材料具有较好的强度和塑韧性,因此金属基可降解吸收材料具有重要的临床应用价值。镁是一种高强度的轻量金属,生物力学性能与人体骨最接近,可在生物环境下降解,具有较好的生物相容性,是一种极具潜力的生物医学材料。以镁为基础的磷酸镁骨水泥在骨组织修复方面应用也比较多,不仅具有良好的生物活性,而且有很高的强度。而磷酸镁铵和磷酸镁钾是磷酸镁骨水泥的主要水化产物。壳聚糖作为一种天然的生物大分子,能促进成骨细胞的粘附、增殖、分化,可降解,且降解产物无毒,具有良好的生物相容性,在生物方面的应用比较多。
发明内容
本发明的目的正是为了提供一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用。本发明采用原位合成方法将磷酸镁盐和壳聚糖复合来制备磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料,所得到的生物复合材料性能良好,在骨修复材料方面有很好的应用前景。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现:
本发明的合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料是由下述质量百分比的原料制备而成,其中:合成磷酸镁盐10~60%、壳聚糖(Chitosan,CS)40~90%,所述合成磷酸镁盐为磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)或磷酸镁钾(MgKPO4·6H2O);所述磷酸镁铵是由磷酸二氢铵和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成;所述磷酸镁钾是由磷酸二氢钾和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成。
本发明的方法是通过以下步骤来实现的:
(1)制备溶液A: 取磷酸二氢铵或磷酸二氢钾溶于去离子水中,得到0.1mol/L的溶液A;
(2)制备溶液B:按质量百分比称取壳聚糖,将壳聚糖溶于乙酸溶液中,得到溶液B;
(3)制备溶液C: 将氯化镁溶于去离子水中,搅拌至完全溶解,得到0.5mol/L的溶液C;
(4)制备溶液D:将溶液A和B进行混合,搅拌均匀,得到混合溶液D;
(5)在快速搅拌状态下,将溶液C滴入到混合溶液D中,滴加完成后,继续搅拌2小时,然后向混合溶液中加入氨水溶液调节pH值为碱性,混合溶液析出白色沉淀,继续搅拌2小时,停止搅拌,静置24小时,除去上清液,加入大量去离子水清洗3遍以上,再用无水乙醇洗1遍,过滤,烘干,粉磨,得到复合生物材料。
在本发明的方法步骤(5)中所述的pH值范围为8.5~14;将溶液C滴入到混合溶液D中的滴入温度为20-35度。
本发明所述合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料作为骨修复材料。
对本发明制得的产物分别使用扫描电镜和X射线衍射仪进行表征。由XRD结果可知,生成晶体分别为磷酸镁铵(或磷酸镁钾),说明此原位合成方法是可行的。
壳聚糖是一种生物降解材料,降解产物无毒,对细胞有亲和性,而且具有一定的韧性和柔性。
本发明的有益效果如下:
本发明的生物复合材料具有良好的性能,可在骨组织材料方面得到应用,并且具有实验操作过程简单、原料易得的优点,壳聚糖的加入可提高复合材料的韧性,且生物相容性好,在骨修复材料方面有很好的应用前景。
附图说明
图1为磷酸镁铵、壳聚糖质量百分比为50:50的复合生物材料的XRD图片。
图2为磷酸镁钾、壳聚糖质量百分比为50:50的复合生物材料的XRD图片。
图3为磷酸镁铵、壳聚糖质量百分比为50:50的复合生物材料的SEM照片。
图4为磷酸镁铵、壳聚糖质量百分比为50:50的复合生物材料的EDS图片。
图5为磷酸镁钾、壳聚糖质量百分比为50:50的复合生物材料的SEM照片。
图6为磷酸镁钾、壳聚糖质量百分比为50:50的复合生物材料的EDS照片。
具体实施方式
本发明将结合实施例作进一步描述:
本发明的合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料是由下述质量百分比的原料制备而成,其中:合成磷酸镁盐10~60%、壳聚糖(Chitosan,CS)40~90%,所述合成磷酸镁盐为磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)或磷酸镁钾(MgKPO4·6H2O);所述磷酸镁铵是由磷酸二氢铵和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成;所述磷酸镁钾是由磷酸二氢钾和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成。
在本发明的方法步骤(5)中所述的pH值范围为8.5~14;将溶液C滴入到混合溶液D中的滴入温度为20~35度。以下实施例不再赘述。
实施例1
(1)制备溶液A:将5.7515g磷酸二氢铵溶于500ml去离子水中,溶解得到0.1mol/L的溶液A;
(2)制备溶液B:根据磷酸二氢铵与氯化镁按摩尔比1:1反应生成产物磷酸镁铵的质量,计算壳聚糖的用量,按磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)10%和壳聚糖(Chitosan,CS)90%的质量百分比,称取110.25g壳聚糖(CS),用乙酸完全溶解壳聚糖,得到溶液B;
(3)制备溶液C:将10.165g氯化镁(MgCl2·6H2O)溶于100 ml去离子水,搅拌至完全溶解,得到0.5mol/L的溶液C;
(4)制备溶液D: 将A溶液和B溶液进行混合,搅拌均匀得到溶液D;
(5)在快速搅拌状态下,将氯化镁溶液(C溶液)逐滴滴入混合溶液D中,滴加完成后继续搅拌2小时,然后向混合溶液中加入氨水溶液调节pH值大于8.5,混合溶液析出白色沉淀,继续搅拌2小时,停止搅拌,静置24小时;除去上清液,加入大量去离子水清洗3遍以上,然后使用无水乙醇清洗1遍,过滤,烘干,粉磨,得到MgNH4PO4·6H2O、CS 复合生物材料。
实施例2
本实施例的具体步骤与实施例1相同,不同之处在于:按磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)20%和壳聚糖(Chitosan,CS)80%的质量百分比,称取49g壳聚糖(CS)。
实施例3
本实施例的具体步骤与实施例1相同,不同之处在于:按磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)30%和壳聚糖(Chitosan,CS)70%的质量百分比,称取28.58g 壳聚糖(CS)。
实施例4
本实施例的具体步骤与实施例1相同,不同之处在于:按磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)40%和壳聚糖(Chitosan,CS)60%的质量百分比,称取18.375g 壳聚糖(CS)。
实施例5
本实施例的具体步骤与实施例1相同,不同之处在于:按磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)50%和壳聚糖(Chitosan,CS)50%的质量百分比,称取12.25g壳聚糖(CS)。
实施例6
本实施例的具体步骤与实施例1相同,不同之处在于:按磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)60%和壳聚糖(Chitosan,CS)40%的质量百分比,称取8.17g壳聚糖(CS)。
实施例7
(1)制备溶液A: 将6.8045g磷酸二氢钾溶于500ml去离子水中,得到0.1mol/L的溶液A;
(2)制备溶液B:根据磷酸二氢钾与氯化镁按摩尔比1:1反应生成产物磷酸镁钾的质量,计算壳聚糖的用量,按磷酸镁钾和壳聚糖的质量百分比50: 50,称取13.3g壳聚糖(CS),将壳聚糖溶于乙酸溶液中,得到溶液B。
(3)制备溶液C:将10.165g氯化镁溶于100 ml去离子水完全溶解,得到0.5mol/L的溶液C。
(4)制备溶液D: 将溶液A和溶液B进行混合,搅拌均匀,得到混合溶液D。
(5)在快速搅拌状态下,将溶液C缓慢滴入混合溶液D中,滴定完成后继续搅拌2小时,然后向混合溶液中加入氨水溶液调节混合溶液pH值大于8.5小时,继续搅拌2小时,停止搅拌,静置24小时;除去上清液,使用大量去离子水清洗3遍以上,然后使用无水乙醇清洗1遍,过滤,烘干,粉磨,得到KMgPO4·6H2O、CS 复合生物材料。

Claims (2)

1.一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料,其特征在于:它是由下述质量百分比的原料制备而成,其中:合成磷酸镁盐10~60%、壳聚糖40~90%,所述合成磷酸镁盐为磷酸镁铵或磷酸镁钾;所述磷酸镁铵是由磷酸二氢铵和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成;所述磷酸镁钾是由磷酸二氢钾和氯化镁按摩尔比1:1原位反应生成;制备方法如下:
(1)制备溶液A: 取磷酸二氢铵或磷酸二氢钾溶于去离子水中,得到0.1mol/L的溶液A;
(2)制备溶液B:按质量百分比称取壳聚糖,将壳聚糖溶于乙酸溶液中,得到溶液B;
(3) 制备溶液C: 将氯化镁溶于去离子水中,搅拌至完全溶解,得到0.5mol/L的溶液C;
(4)制备溶液D:将溶液A和B进行混合,搅拌均匀,得到混合溶液D;
(5)在快速搅拌状态下,将溶液C滴入到混合溶液D中,滴入温度为20~35度,滴加完成后,继续搅拌2小时,然后向混合溶液中加入氨水溶液调节pH值为8.5~14,混合溶液析出白色沉淀,继续搅拌2小时,停止搅拌,静置24小时,除去上清液,加入大量去离子水清洗3遍以上,再用无水乙醇洗1遍,过滤,烘干,粉磨,得到复合生物材料。
2.一种权利要求1所述的合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料的应用,其特征在于:将其用于制备骨修复材料。
CN201510835250.1A 2015-11-26 2015-11-26 一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用 Expired - Fee Related CN105295117B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510835250.1A CN105295117B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510835250.1A CN105295117B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105295117A CN105295117A (zh) 2016-02-03
CN105295117B true CN105295117B (zh) 2019-02-26

Family

ID=55193007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510835250.1A Expired - Fee Related CN105295117B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105295117B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108191041A (zh) * 2018-01-17 2018-06-22 温州大学 一种富镁生物填料及其制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002024753A2 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 The Board Of Regents Of The University Of Nebraska Water resistant expanded polysaccharide based compositions and processes for making the same
DE102008028738A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Innotere Gmbh Implantatmaterial auf Basis eines hydraulischen Zements sowie dessen Verwendung
CN102274543A (zh) * 2011-08-01 2011-12-14 天津美基生物医药科技有限公司 镁基骨填充粘合剂及其制备方法与应用
CN103007340A (zh) * 2013-01-15 2013-04-03 河南理工大学 一种用于人体硬组织修复的自固化复合骨修复材料及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105295117A (zh) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhong et al. Zn/Sr dual ions-collagen co-assembly hydroxyapatite enhances bone regeneration through procedural osteo-immunomodulation and osteogenesis
Varadavenkatesan et al. Synthesis, biological and environmental applications of hydroxyapatite and its composites with organic and inorganic coatings
Sobczak-Kupiec et al. Synthesis and characterization of ceramic-polymer composites containing bioactive synthetic hydroxyapatite for biomedical applications
Kim et al. Comparison of in vitro and in vivo bioactivity: cuttlefish-bone-derived hydroxyapatite and synthetic hydroxyapatite granules as a bone graft substitute
CN102631702B (zh) 矿化胶原蛋白与生物陶瓷的复合物及其制造方法
CN104147639B (zh) 含锶可注射骨水泥及制备方法
KR20030084891A (ko) 반응성 칼슘포스페이트 나노입자를 함유하는 생체적합성시멘트, 그 제조방법 및 용도
CN103723757B (zh) 医用级α-半水硫酸钙制备方法
Deng et al. In situ synthesis and in vitro biocompatibility of needle-like nano-hydroxyapatite in agar–gelatin co-hydrogel
Chen et al. Synthesis of fiber-like monetite without organic additives and its transformation to hydroxyapatite
CN101974212B (zh) 聚己内酯/硫酸钙复合材料及其制备方法
CN107265426A (zh) 一种模板介导合成含硅羟基磷灰石材料及其制备方法
CN101698117B (zh) 骨修复复合材料及其制备方法
OBADA et al. Trends in the development of hydroxyapatite from natural sources for biomedical applications
Liangzhi et al. Magnesium substituted hydroxyapatite whiskers: synthesis, characterization and bioactivity evaluation
CN105295117B (zh) 一种合成磷酸镁盐、壳聚糖复合生物材料及其制备方法和应用
EP3488876A1 (en) Novel formula for synthesizing bone replacement material, and manufacturing method and application method thereof
JP2018118896A (ja) リン酸四カルシウムを調製する方法
CN104174070B (zh) 锶钙复合骨水泥及制备方法
Li et al. Consecutive dephosphorylation by alkaline phosphatase-directed in situ formation of porous hydrogels of SF with nanocrystalline calcium phosphate ceramics for bone regeneration
Nigar et al. Production of nano hydroxyapatite and Mg-Whitlockite from biowaste-derived products via continuous flow hydrothermal synthesis: a step towards circular economy
Parajuli et al. Isolation of antibacterial nano-hydroxyapatite biomaterial from waste buffalo bone and its characterization
Spanos et al. Functionalization of synthetic polymers for potential use as biomaterials: selective growth of hydroxyapatite on sulphonated polysulphone
RU2504405C1 (ru) Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения
Hamidah et al. Characterization of hydroxyapatite from chicken bone via precipitation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190226