CN107050523A - 一种新型β‑磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备方法 - Google Patents

一种新型β‑磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型复合仿生水凝胶的制备方法。所描述的材料为β‑磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶。首先将壳聚糖用稀醋酸溶液溶解，将β‑甘油磷酸钠(β‑GP)溶于三蒸水中，将以上两份溶液置于4℃冰箱中过夜保存；持续搅拌下将β‑磷酸三钙加入壳聚糖溶液中，冰浴，加入β‑GP溶液，pH中性环境下，逐滴加入少量乙二醛，将混合溶液在37℃下过夜放置形成水凝胶，并将产品保存于4℃冰箱中，即得β‑磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料。本发明所提供的材料克服了现有骨修复材料在需要快速进行骨骼填充、骨组织修复部位环境复杂，或需要进行微创治疗时的应用局限性，其制备方法工艺简单、成本低廉、合成安全，对于生物医学工程领域具有重要应用价值。

Description

一种新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型复合仿生水凝胶的制备方法，特别是一种β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备方法。
背景技术
在骨组织修复生物医学工程领域，壳聚糖(chitosan)相关材料的研究备受关注，壳聚糖是由甲壳素经N-脱乙酰化处理后得到，是目前发现的惟一天然碱性多糖，具有良好的生物降解性和生物相容性，而且还具有选择性促进表皮细胞生长、促进骨组织修复的独特的生物活性。作为良好的骨组织生物医学工程材料，要求该材料能够与骨组织的组成接近，能够提供给骨组织细胞一个良好的细胞外仿生环境。人体的骨组织是由有机物与无机材料所共同形成的复合结构，β-磷酸三钙(β-TCP，β-tricalcium phosphate)与生物体内硬组织的主要成分磷酸钙其结构和化学组成非常相似，具有良好的生物相容性和生物活性，目前在临床医学上，已被广泛应用于骨组织的修复与替代。目前，β-磷酸三钙/壳聚糖复合生物陶瓷材料以及三维支架材料已经研发成功，但当临床中遇到需要快速进行骨骼填充、骨组织修复部位环境复杂，或需要进行微创骨修复治疗时，以上材料就有了应用局限性，如能将同样具有良好生物相容性的β-磷酸三钙与壳聚糖制备成复合仿生水凝胶，则可以克服以上缺点，得到可适应复杂骨修复环境的、适宜微创手术应用的新型生物医学材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的骨修复材料在需要快速进行骨骼填充、骨组织修复部位环境复杂，或需要进行微创骨修复治疗时的应用局限性，提供一种制备简单、成本低廉、合成安全的新型复合仿生水凝胶的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，首先将壳聚糖用一定浓度的稀醋酸溶液溶解，将β-甘油磷酸钠(β-GP，β-glycerophosphate)溶于适当的三蒸水中，将以上两份溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定，然后在持续搅拌下将适当量的β-磷酸三钙粉末加入上述壳聚糖溶液中，冰浴，加入适当浓度的β-GP溶液，pH中性环境下，逐滴加入少量乙二醛(Gl，glyoxal)，将以上混合溶液在37℃下过夜放置，形成水凝胶，将制备好的水凝胶保存于4℃的冰箱中。
本发明涉及一种新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备方法，采用了以下技术方案：
1、配制壳聚糖溶液：将壳聚糖按照一定比例溶于一定浓度的稀醋酸溶液中，混合均匀，将所得溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定；
2、配制β-甘油磷酸钠溶液：将β-甘油磷酸钠(β-GP，β-glycerophosphate)溶于适当的三蒸水中混合均匀，将所得溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定；
3、制备β-磷酸三钙/壳聚糖混合溶液：在持续搅拌下将适当量的β-磷酸三钙粉末加入上述第一步中的壳聚糖溶液中，充分搅拌一定时间，使其混合均匀；
4、β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备：冰浴的情况下，向上述第三步的β-磷酸三钙/壳聚糖混合溶液中加入上述第二步中的适当浓度的β-GP溶液，pH中性环境下，逐滴加入少量乙二醛(Gl，glyoxal)，搅拌使其混合均匀后，将以上混合溶液在37℃下过夜放置，形成水凝胶；
5、将上述第四步中所得到的水凝胶贮存于4℃的冰箱中，即可得到新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料。
本发明所提供的新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料的制备方法克服了现有的骨修复材料在需要快速进行骨骼填充、骨组织修复部位环境复杂，或需要进行微创骨修复治疗时的应用局限性，本制备方法工艺简单、成本低廉、合成安全，对于生物医学工程领域具有重要应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料的制备方法，采用以下工艺步骤：
1、配制壳聚糖溶液：将壳聚糖按照1.0～2.0％(w/v)的比例溶于1.0～1.5％(v/v)的稀醋酸溶液中，混合均匀，将所得溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定；
2、配制β-甘油磷酸钠溶液：将β-甘油磷酸钠(β-GP，β-glycerophosphate)0.5～0.7mol溶于4～7mL三蒸水中混合均匀，将所得溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定；
3、制备β-磷酸三钙/壳聚糖混合溶液：在持续搅拌下将1.0～2.0％(w/w)的β-磷酸三钙粉末加入上述第一步中的壳聚糖溶液中，充分搅拌一定时间，使其混合均匀；
4、β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备：冰浴的情况下，向上述第三步的β-磷酸三钙/壳聚糖混合溶液中加入上述第二步中的β-GP溶液，pH中性环境下，逐滴加入0.7～1.0mL乙二醛(Gl，glyoxal)，搅拌使其混合均匀后，将以上混合溶液在37℃下过夜放置，形成水凝胶；
5、将上述第四步中所得到的水凝胶贮存于4℃的冰箱中，即可得到新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料。

Claims (2)

1.一种新型复合仿生水凝胶的制备方法，特别是一种β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备方法，其特征是：所述材料为β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料。先将壳聚糖用一定浓度的稀醋酸溶液溶解，将β-甘油磷酸钠(β-GP，β-glycerophosphate)溶于适当的三蒸水中，将以上两份溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定，然后在持续搅拌下将适当量的β-磷酸三钙粉末加入上述壳聚糖溶液中，冰浴，加入适当浓度的β-GP溶液，pH中性环境下，逐滴加入少量乙二醛(Gl，glyoxal)，搅拌使其混合均匀后，将以上混合溶液在37℃下过夜放置，形成水凝胶，将制备好的水凝胶保存于4℃的冰箱中，即可得到新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料。
2.如权利要求1所述的新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料的制备方法，采用以下工艺步骤：
(1)、配制壳聚糖溶液：将壳聚糖按照1.0～2.0％(w/v)的比例溶于1.0～1.5％(v/v)的稀醋酸溶液中，混合均匀，将所得溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定；
(2)、配制β-甘油磷酸钠溶液：将β-甘油磷酸钠(β-GP，β-glycerophosphate)0.5～0.7mol溶于4～7mL三蒸水中混合均匀，将所得溶液置于4℃的冰箱中过夜保存使其稳定；
(3)、制备β-磷酸三钙/壳聚糖混合溶液：在持续搅拌下将1.0～2.0％(w/w)的β-磷酸三钙粉末加入上述第一步中的壳聚糖溶液中，充分搅拌一定时间，使其混合均匀；
(4)、β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶的制备：冰浴的情况下，向上述第三步的β-磷酸三钙/壳聚糖混合溶液中加入上述第二步中的β-GP溶液，pH中性环境下，逐滴加入0.7～1.0mL乙二醛(Gl，glyoxal)，搅拌使其混合均匀后，将以上混合溶液在37℃下过夜放置，形成水凝胶；
(5)、将上述第四步中所得到的水凝胶贮存于4℃的冰箱中，即可得到新型β-磷酸三钙/壳聚糖复合仿生水凝胶材料。
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