CN106139255A - 一种胶原蛋白结合磷酸钙的医用海绵支架的新型材料和制备方法 - Google Patents
一种胶原蛋白结合磷酸钙的医用海绵支架的新型材料和制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明为一种以胶原蛋白和磷酸钙为原料的医用海绵支架的新型材料和制备方法。本发明描述了一种胶原蛋白结合磷酸钙的医用海绵支架的新型材料和制备方法。属于生物医药材料领域。主要解决目前治疗骨软骨损伤时，不能同时进行软骨组织修复和要修复的软骨组织与其连接的骨致密部位(即硬骨部位)融合的问题，克服了目前临床胶原蛋白/磷酸钙的骨修复材料不能良好地修复骨软骨组织损伤的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶原蛋白结合磷酸钙的医用海绵支架的新型材料和制备方法，制备的胶原海绵支架可用于修复骨软骨组织的损伤。
背景技术
疾病或创伤可以导致人骨骼的软骨层(亦称骨软骨)损伤，临床可通过植入类似于软骨的替代物用于修复或再生受损伤的软骨组织，尤其是具有生物相容性和生物降解性的胶原蛋白。胶原蛋白作为支架可诱导促血管和神经组织生长的细胞在软骨损伤部位附着，迁移和生长，进而促进软骨组织的再生。磷酸钙是骨组织的主要无机相化学成分，特别是羟基磷灰石(化学分子式Ca5(PO4)3OH，英文hydroxyapatite，简写HA)和β-磷酸三钙(化学分子式Ca3(PO4)2，英文β-tricalcium phosphate，简写β-TCP)是骨组织成分的高度类似物质，孔隙率非常类似骨海绵状组织，具有良好的骨传导和骨诱导的性能，因此将HA，或β-TCP，或HA和β-TCP混合物(简写HA/β-TCP)，和胶原蛋白混合使用用于骨损伤的修复。目前临床使用的胶原蛋白结合磷酸钙(简写胶原/磷酸钙)的骨修复支架，具有良好的骨致密部修复作用，但由于硬度较高不易塑形而不适用于修复软骨包括骨软骨的损伤。为克服这个问题，通过往胶原蛋白基质中添加一定粒径和一定含量的HA或β-TCP或HA/β-TCP制备成半固体状的海绵支架，实现一端硬度高似固体可以黏附骨致密部，另一端弹性好似海绵可填补软骨的损伤空间，这样同时促进了骨软骨的再生以及与骨致密部的融合。
发明内容
本发明目的是提供一种具有良好的生物相容性能，生物降解性能和骨软骨组织修复性能的胶原/磷酸钙的半固体状的海绵支架制备方法，用于治疗骨软骨组织的损伤。其步骤如下：
(1)用适当网目的分子筛网筛选自制或市售的HA或β-TCP，取得＜0.1mm(150目)，0.1-0.3mm(150目和50目之间)和＞0.3mm(50目)三组不同粒径的粉末或颗粒。如果用HA/β-TCP，按特定的重量比(可选择从80％∶20％到20％∶80％之间的任何比例)，将筛选得到的相同粒径的两者均匀混合在一起。
(2)在一容器中称量自制或市售的胶原蛋白，加入到注射纯水，用醋酸调节PH值到3.0-4.5，制备成1-1.5％胶原溶液(重量体积比，w/v)的悬浮液，分为体积相同的四份。真空抽率去除气泡。
(3)将上述每一种粒径的磷酸钙粉末或颗粒以重量比(w/w)的方式单独加入一份胶原溶液中，搅拌器低速搅动形成悬浮液，再持续搅动若干小时直至溶胀成胶体，得到占胶原/磷酸钙总重量比例分别为15％(＜0.1mm HA)，45％(0.1-0.3mm HA)和75％(＞0.3mm HA)三种胶体溶液。
(4)将含不同粒径磷酸钙的胶体溶液依照粒径从大到小的顺序，一层覆盖一层之上的方式均匀平铺在容器中，最上面加入不含磷酸钙的1-1.5％胶原溶液。
(5)由于1-1.5％的胶原胶体溶液很粘稠，每层之间不会很快融合，在融合前将容器于-20℃迅速冷却凝固成固体。
(6)真空冷冻干燥得到半固体状的海绵支架，表观为一端硬度高，一端弹性高。
(7)将海绵支架置于戊二醛等交联剂溶液中浸泡，取出风干。
(8)将海绵支架切割成所需大小，包装，伽马射线照射除菌制成终端产品。
具体实施方式
实例一
称重15g胶原粉末，加入1000ml注射纯水溶解配成1.5％的溶液，用醋酸调节PH值为3.8。按体积分为四等份。真空抽率去除气泡。在第一份中加入粒径＜0.1mm HA达到占胶原/HA重量比的15％，第二份加入粒径0.1-0.3mm HA达到占胶原/HA重量比的45％，第二份加入粒径＞0.3mm HA达到占胶原/HA重量比的75％。搅拌器以500rpm速度低速搅动直至形成均匀的HA悬浮液，持续搅动若干小时使之溶胀成胶体。在一容器中轻轻倒入含粒径＞0.3mm HA的胶原/HA胶体，在其上轻轻倒入含粒径0.1-0.3mm HA的胶原/HA胶体，依次是含粒径＜0.1mm HA的胶原/HA胶体，和不含HA的胶原溶液。迅速将容器放入-20℃冷冻成固体。真空冷冻干燥得到半固体状的胶原海绵支架，表观为一端硬度高，一端弹性高。将海绵支架置于戊二醛等交联剂溶液中浸泡，取出风干；将海绵支架切割成所需大小，包装，伽马射线照射除菌制成终端产品。
Claims (1)
1.一种用于制作胶原蛋白结合磷酸钙(胶原/磷酸钙)的医用海绵支架的新型材料和制备方法，产品用于治疗骨软骨的损伤组织，磷酸钙种类可以是羟基磷灰石(HA)或β-磷酸三钙(β-TCP)或羟基磷灰石和β-磷酸三钙的混合物(HA/β-TCP)，其中包括将HA或β-TCP用分子筛网筛选得到＜0.1mm，0.1-0.3mm和＞0.3mm三种粒径的粉末或颗粒，分别加入到1-1.5％的胶原溶液配成HA或β-TCP占胶原/磷酸钙总重量比分别为15％(＜0.1mm)，45％(0.1-0.3mm)和75％(＞0.3mm)的胶原/磷酸钙的胶体溶液，依磷酸钙粉末或颗粒的粒径大小，一层覆盖一层之上的方式将上述胶体溶液平铺在制作海绵支架的容器中，如果用HA/β-TCP，将筛选得到的相同粒径的HA和β-TCP均匀地混合，两者重量比可以是从80％∶20％到20％∶80％之间的任何比例，其特征在于制备过程包括下列各步骤：
(1)取自制或市售的HA或β-TCP筛选得到＜0.1mm(150目)，0.1-0.3mm(150目和50目之间)和＞0.3mm(50目)三种粒径的粉末或颗粒；如果用HA/β-TCP，按特定比例的重量比(可选择从80％∶20％到20％∶80％之间的任何比例)，将筛选得到的相同粒径的两者均匀混合在一起；
(2)将三种粒径的HA，或β-TCP，或HA/β-TCP粉末或颗粒单独加入到一份1-1.5％的胶原溶液中，搅拌器低速搅动形成悬浮液，持续搅动若干小时直至溶胀成胶体，得到占总重量比例分别为15％(＜0.1mm)，45％(0.1-0.3mm)和75％(＞0.3mm)三种胶体溶液；
(3)将上述含不同粒径磷酸钙的胶原胶体溶液依照粒径从大到小的顺序，一层覆盖一层之上的方式均匀平铺在容器中，最上面加入不含磷酸钙的1-1.5％的胶原溶液，随即置于-20℃冰箱冷却成固体；
(4)真空冷冻干燥得到胶原/磷酸钙的海绵支架，一端硬度高可用于黏附骨致密部，一端弹性高可用于填补骨软骨损伤部位。
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