CN107185034A - 骨‑软骨缺损一体化修复生物陶瓷支架及其制备方法和用途 - Google Patents

骨‑软骨缺损一体化修复生物陶瓷支架及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及骨‑软骨缺损一体化修复生物陶瓷支架及其制备方法和用途，所述生物陶瓷支架包括：三维磷酸三钙陶瓷支架以及均匀分布于所述三维磷酸三钙陶瓷支架中的锰离子。本发明的生物陶瓷支架实现了关节炎骨软骨复合体缺损的软骨‑软骨下骨一体化修复的双向生物学功能。

Description

骨-软骨缺损一体化修复生物陶瓷支架及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种新型的双功能生物陶瓷支架及其制备方法和用途，属生物材料领域。
背景技术
骨-软骨复杂组织又称骨软骨复合体，包括关节软骨和软骨下骨[1]，软骨和软骨下骨是一个整体，二者相互依赖、不可分割[2]。引起关节软骨缺损的因素众多，如创伤、疾病、先天性畸形、老龄化及运动不当等，由于软骨组织自身生理特点，导致关节软骨自身修复能力极差，故软骨发生损伤时常引起关节功能障碍并累及软骨下骨[3-7]。在修复软骨缺损的同时，必须高度重视软骨下骨与关节软骨关系，力求做到同一时间、一体化的修复骨软骨复合体。在外科手术中，骨软骨复合体修复方法通常采用骨髓刺激术和人工材料植入，骨髓刺激术虽然操作简单，对于小面积损伤的治疗结果相对比较满意，且在临床上被广泛应用，然而，软骨磨蚀、骨髓刺激等愈合形成的纤维软骨组织的机械性能和弹性模量都逊色于天然骨软骨复合体，且容易退化[8]。目前，人工材料植入材料按主要成分可以分成高分子聚合物，金属及生物陶瓷，高分子聚合物的机械强度不能满足骨软骨复合体的需求，且其生物相容性较差；金属如钛及钛合金，固然能满足骨软骨复合体的机械强度要求，且生物相容性较前者好，释放的微量金属离子可促进修复[9,10]，但其降解性能差，长期存在体内会引发炎症而导致手术失败。因此，如何开发具有软骨-软骨下骨一体化修复的双功能特性生物陶瓷支架材料仍极具挑战。
前期研究表明，磷酸三钙具有良好的体外及体内生物活性，主要表现在以下某个或某些方面：在体液环境中可以诱导类骨磷灰石的形成；对多种干细胞具有诱导或促进其成骨分化的功能；在体内表现出良好的降解性和成骨、成血管化能力[11-13]。然而，磷酸三钙不具备软骨修复功能，无法用于关节软骨缺损的修复。
现有技术文献：
[1]Kazunori S.,Yu M.,Christopher D.M.,et al.Osteochondral tissueengineering with biphasic scaffold:current strategies and techniques[J].Tissue Engineering:Part B,2014；20(5):468-476.
[2]Madry H.,van Dijk C.,Mueller-Gerbl M,et al.The basic science of thesubchondral bone[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2010；18(4):419-433.
[3]Mark B.H.,Michael D.B.,Lisa A.F.,et al.Preclinical Studies forCartilage Repair:Recommendations from the International Cartilage RepairSociety[J].Cartilage,2011；2(2):137-152.
[4]Rudert M.Histological evaluation of osteochondral defects:consideration of animal models with emphasis on the rabbit,experimentalsetup,follow-up and applied methods[J].Cells Tissues Organs,2002；171(4):229-240.
[5]Frosch K.H.,Drengk A.,Krause P.,et al.Stem cell-coated titaniumimplants for the partial joint resurfacing of the knee[J].Biomaterials,2006；27(12):2542-2549.
[6]Shao X.X.,Hutmacher D.W.,Ho S.T.,et al.Evaluation of a hybridscaffold/cell construct in repair of high-load-bearing osteochondral defectsin rabbits[J].Biomaterials,2006；27(7):1071-1080.
[7]Ghosh S.,Viana J.C.,Reis R.L.,et al.Bi-layered constructs based onpoly(L-lactic acid)and starch for tissue engineering of osteochondral defects[J].Mater Sci Eng C,2008；28(1):80-86.
[8]Williams RJ 3rd,Harnly H.W.Microfracture:indications,technique,andresults[J].Instr Course Lect,2007；56:419-428.
[9]Yuanxun Z.,Feng C.,Deyi L.,et al.Investigation of Elemental ContentDistribution in Femoral Head Slice with Osteoporosis by SRXRF Microprobe[J].Biological Trace Element Research,2005；103:177-185.
[10]Bal B.S.,Rahaman M.N.,Jayabalan,P.,et al.In vivo outcomes of tissue-engineered osteochondral grafts[J].Biomed Mater Res B Appl Biomater,2010；93:164-172.
[11]Moore W.R.,Graves S.E.,Bain G.I.Synthetic bone graft substitutes[J].ANZ J Surg.2001；71:354-61.
[12]Mertz W..The essential trace elements[J].Science.1981；213:1332-8.
[13]Carlisle E.M..Silicon:an essential element for the chick[J].Science.1972；178:619-21.。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有软骨-软骨下骨缺损修复功能的生物陶瓷支架及其制备方法和用途。
本申请一方面提供一种生物陶瓷支架，其包括：三维磷酸三钙陶瓷支架以及均匀分布于所述三维磷酸三钙陶瓷支架中的锰离子，例如二价锰离子。
根据上述发明，将锰离子引入到三维磷酸三钙生物陶瓷支架中，其中锰离子能够诱导细胞的低氧压(Hypoxia)，激活软骨细胞中HIF-1α信号通路，促进软骨细胞增殖、分化，并诱发关节炎软骨细胞的自噬机制，保护软骨细胞，因此本发明的生物陶瓷支架实现了关节炎骨软骨复合体缺损的软骨-软骨下骨一体化修复的双向生物学功能。本发明的生物陶瓷支架在体外具有优异的生物活性，在动物体内具有软骨-软骨下骨一体化修复的性能，是一种潜在的双功能硬组织生物活性植入材料。具体而言，支架中释放的单独锰离子可以促进软骨增殖分化及通过激活自噬保护关节炎的软骨细胞；此外，锰离子还可以与钙离子协同促进骨髓间充质干细胞向成骨分化及促进骨修复，单独的锰离子和单独的磷酸三钙都可以促进骨髓间充质干细胞向成骨分化及促进骨修复，但是效果都比不上本发明中的生物陶瓷支架。相比于单独的锰离子和单独的磷酸三钙，本发明的生物陶瓷支架可以显著地提高早期成骨标志物碱性磷酸酶活性及成骨终末期标志物钙结节(茜素红染色)的形成。
较佳地，生物陶瓷支架是通过三维打印而得。由此，本发明的生物陶瓷支架表面致密而孔隙有序而可控，其孔隙率可为40％～75％。较佳地，生物陶瓷支架中的锰离子含量可控，例如，锰离子与钙离子的摩尔比可在(0.01～0.1)：1间调节。
本发明的生物陶瓷支架具有优异的机械强度，其抗压强度可为6～16MPa。
本申请还提供上述生物陶瓷支架的制备方法，其包括以下步骤：
(1)通过共沉淀法合成含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体；以及
(2)以含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体为原料，通过三维打印技术制备出所述生物陶瓷支架。
根据上述发明，通过共沉淀与三维打印技术相结合的方法制备Mn-TCP生物陶瓷支架，具有材料来源广，工艺简单，条件易控，成本低廉等优点。本发明中，通过三维打印可以精确控制所得产品的结构，使产品美观且孔隙有序结构可控，而且可以通过调控产品孔隙率提高产品机械强度。
较佳地，含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体通过如下方法制备：
在含有钙源、磷源和锰源的混合溶液中，加入碱调节pH值为7.4～7.7，充分搅拌12～36小时，分离出固体、洗涤、干燥，得到前驱粉体；
将所得前驱粉体在600～900℃烧结3～5小时，制得含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体。
较佳地，所述钙源为可溶性钙盐，优选硝酸钙；
所述磷源为可溶性磷酸盐，优选磷酸氢二铵；
所述锰源为可溶性锰盐，优选氯化锰和/或其水合物、硝酸锰和/或其水合物中的至少一种。
较佳地，含有钙源、磷源和锰源的混合溶液通过如下方法制备：
配制锰源和钙源混合溶液，其中pH为4.0～5.0，溶液中Mn离子浓度为0.01～0.06mol/L，Ca离子浓度为0.5～0.6mol/L；
配制磷源溶液，其中pH为7.5～8.5，磷源浓度为0.4～0.6mol/L；
将锰源和钙源混合溶液滴加至磷源溶液中。
较佳地，步骤(2)中，包括：
将含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体：海藻酸钠：泊洛沙姆(F127)水溶液质量比为1：(0.05～0.15)：(0.6～1.2)进行混合，得到糊状物；
将所得糊状物置入三维打印机中进行三维打印，得到坯体；
将所得坯体在1000～1200℃烧结2～6小时，得到所述生物陶瓷支架。
较佳地，所述含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体的粒度小于或等于75μm，所述海藻酸钠的粒度小于或等于50μm，所述F127的浓度范围为10％～20％。
本申请还提供上述生物陶瓷支架在制备软骨-软骨下骨缺损一体化修复植入材料中的用途。
本发明的生物陶瓷支架可用作软骨-软骨下骨缺损植入材料，其具有优异的体外生物活性，显著的体内软骨-软骨下骨一体化修复的双向生物学功能特性。因此，本发明中的生物陶瓷支架在软骨-软骨下骨缺损修复领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1 Mn-TCP生物陶瓷粉体理化性能表征图，(A)Mn-TCP生物陶瓷烧结650℃时XRD(X射线衍射图)，(B)Mn-TCP生物陶瓷的微商热重曲线，(C)Mn-TCP生物陶瓷的晶胞参数，(D)Mn-TCP生物陶瓷的晶胞体积。理化性能表征图显示，Mn-TCP生物陶瓷晶相转变温度随着Mn含量增加而降低，晶胞参数和晶胞体积随Mn含量增加而减小；
图2 Mn-TCP生物陶瓷支架形貌表征图，(A-C)TCP，(D-F)2.5 Mn-TCP，(G-I)5 Mn-TCP，(J-L)10 Mn-TCP。图中显示，随着Mn含量增加，支架的颜色逐渐由浅粉色变为深粉色，支架表面形貌也由TCP的多孔结构变为致密的液化形貌；
图3 Mn-TCP生物陶瓷支架表征图，(A)支架的锰含量，(B)2.5 Mn-TCP支架X射线光电子能谱分析，(C)5 Mn-TCP支架X射线光电子能谱分析，(D)10 Mn-TCP支架X射线光电子能谱分析，(E)图B的部分放大图，(F)图C的部分放大图，(G)图D的部分放大图。研究结果表明，支架实际锰含量随着掺杂量增加而增加，其范围在2.284％-8.588％(摩尔百分含量)，X射线光电子能谱分析证实锰的价态为正二价；
图4 Mn-TCP生物陶瓷支架理化性能表征图，(A)用于力学性能测试的Mn-TCP生物陶瓷支架，(B)Mn-TCP生物陶瓷支架抗压强度，(C)Mn-TCP生物陶瓷支架降解性能，(D)Mn-TCP生物陶瓷支架的Mn离子释放。图中显示，Mn-TCP生物陶瓷支架的抗压强度随着Mn含量的增加而显著升高，支架的降解性及Mn离子的释放能随着Mn含量的增加而提高；
图5骨髓间充质干细胞(rBMSC)及软骨细胞的基因表达图，(A-D)软骨特异性基因COLⅡ、Aggrecan、SOX9、N-cadh基因的表达，(E-H)成骨分化关键基因COLⅠ、BMP2、OPN、RUNX2的表达，图中，每组柱子中，从左至右的四个柱子依次为TCP、2.5Mn-TCP、5Mn-TCP、10Mn-TCP。图中显示，Mn-TCP生物陶瓷浸提液显著促进软骨特异性基因及成骨分化关键基因的表达；
图6碱性磷酸酶(ALP)活性及矿化作用表征图，(A)ALP定量，(B)ALP染色，(C)茜素红定量，(D)茜素红染色。图中显示，Mn-TCP生物陶瓷浸提液显著提高骨髓间充质干细胞的ALP活性，并有效促进钙结节的形成；
图7软骨细胞和骨髓间充质干细胞在Mn-TCP生物陶瓷支架上增殖及黏附。(A)软骨细胞在支架上增殖，(B)软骨细胞在支架上黏附，(C)骨髓间充质干细胞在支架上增殖，(D)骨髓间充质干细胞在支架上黏附。图中显示，Mn-TCP生物陶瓷支架显著促进软骨细胞和骨髓间充质干细胞增殖和黏附；
图8 Mn离子促进骨髓间充质干细胞的成骨分化及软骨细胞的分化。(A)ALP染色，(B)茜素红染色，(C)ALP活性定量，(D)茜素红定量，图中显示，一定浓度范围内，Mn离子显著提高ALP活性及促进矿化；
图9 Mn离子促进软骨增殖分化和自噬的机制，(A)HIF-1α基因的表达，(B)MMP3基因的表达，(C)MMP13基因的表达，(D)Adamts基因的表达。图中显示，Mn离子通过激活HIF-1α促进软骨细胞增殖分化，同时Mn离子通过激活软骨细胞自噬而保护其免受降解；
图10 Mn-TCP生物陶瓷支架体内修复效果，A1-D4材料植入8周，(A1-4)空白对照组，(B1-4)TCP组，(C1-4)5Mn-TCP组，(D1-4)10Mn-TCP组；E1-H4材料植入12周，(E1-4)空白对照组，(F1-4)TCP组，(G1-4)5Mn-TCP组，(H1-4)10Mn-TCP组。图中显示，Mn-TCP生物陶瓷支架组较空白对照组和TCP组显著促进软骨-软骨下骨修复；
图11组织化学成分分析，A1-H3番红O染色，(A1-A3,E1-E3)空白对照组，(B1-B3,F1-F3)TCP组，(C1-C3,G1-G3)5Mn-TCP组，(D1-D3,H1-H3)10Mn-TCP组；I-P茜素红染色，(I,M)空白对照组，(J,N)TCP组，(K,O)5Mn-TCP组，(K,O)5Mn-TCP组，(L,P)10Mn-TCP组。图中显示，植入材料8周后，空白对照组和纯TCP组骨缺损周围形成少量的新生骨和纤维组织的混合物，而Mn-TCP生物陶瓷支架组在骨缺损周围及支架中心均有一定量的新生软骨和软骨下骨形成。植入12周后，Mn-TCP生物陶瓷支架组新生软骨和软骨下骨已完全覆盖缺损处，并有潮线形成，而空白对照组和纯TCP组则还存在缺损，同时生成物中含有一定量的纤维组织。以上结果表明，Mn-TCP生物陶瓷支架具备优异的体内软骨-软骨下骨一体化修复性能。
具体实施方式
以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明一实施方式提供一种含有锰离子的三维磷酸三钙生物陶瓷支架(简称Mn-TCP生物陶瓷支架或Mn-TCP支架)，其中锰离子均匀分布于三维磷酸三钙生物陶瓷支架中。
三维磷酸三钙生物陶瓷支架的化学组成为Ca3(PO4)2。锰离子可为Mn2+。在Mn-TCP生物陶瓷支架中，锰离子与钙离子的摩尔比可为(0.01-0.1)：1，优选为(0.025～0.1)：1。锰离子含量在该范围内，可以显著促进软骨细胞及骨髓间充质干细胞增殖及分化，进而促进骨-软骨缺损的重建。Mn-TCP生物陶瓷支架的结构规整，表面形貌随着锰含量的增加而逐渐液化，使支架表面致密化从而提高Mn-TCP支架的抗压强度，其抗压强度在6～16MPa。Mn-TCP生物陶瓷支架的颜色随锰含量变化而变化，晶胞参数及晶相转变温度与锰含量成反比，例如其晶胞a轴长度可为10.370～10.440，c轴的长度可为37.220～37.40，晶胞体积可为3470.10～3530.10，晶相转变温度可为600～900℃。
本发明一实施方式中，通过共沉淀与三维打印技术相结合的方法制备Mn-TCP生物陶瓷支架。具体而言，共沉淀法合成了含锰离子的磷酸三钙生物陶瓷粉体，利用三维打印技术制备了含锰离子并具备双功能的Mn-TCP生物陶瓷支架。制备出Mn-TCP生物陶瓷支架具备优异的成骨、成软骨及保护软骨的性能。
具体说明含锰离子的磷酸三钙生物陶瓷粉体的制备。首先，配制含有钙源、磷源和锰源的混合溶液。
钙源为可溶性钙盐，优选硝酸钙。
磷源为可溶性磷酸盐，优选磷酸氢二铵。
锰源为可溶性锰盐，优选氯化锰和/或其水合物(例如四水氯化锰)。
在一个示例中，将钙源和锰源的混合水溶液缓慢滴加至磷源水溶液中，得到三者的混合溶液。在钙源和锰源的混合水溶液中，锰源和钙源的摩尔质量可比(1～10)：100。通过调节两者的比例，可以调节Mn-TCP生物陶瓷支架中锰离子的含量。钙源和锰源的混合溶液的pH可为4.0～5.0。溶液中Mn离子浓度可为0.01～0.06mol/L，Ca离子浓度为0.5～0.6mol/L。磷源水溶液中，pH可为7.5～8.5，浓度可为0.4～0.6mol/L。钙源和磷源的摩尔比可为(0.5～1)：1。
向含有钙源、磷源和锰源的混合溶液加入碱调节pH值为7.4～7.7。在该pH范围内生成的主体物质是磷酸三钙，若pH大于8则生成羟基磷灰石。所述碱可为氨水(例如10％氨水)。加入碱后，可在室温下充分搅拌12～36小时。然后分离出固体、洗涤、干燥(例如100～120℃干燥12～24小时)，得到前驱粉体。
将前驱粉体一定温度下煅烧，制备出含锰离子的Mn-TCP陶瓷粉体。煅烧温度可为600～900℃(优选650～850℃)。煅烧时间可为3～5小时。
以Mn-TCP陶瓷粉体为三维打印原材料，三维打印出Mn-TCP生物陶瓷支架坯体。三维打印时，可以将Mn-TCP陶瓷粉体与海藻酸钠、F127(泊洛沙姆)混合，得到糊状物。其中，海藻酸钠可以增加浆料的粘稠度和弹性。F127用作粘结剂和分散剂。Mn-TCP陶瓷粉：海藻酸钠：F127水溶液的质量比可为1：(0.05～0.15)：(0.6～1.2)。Mn-TCP陶瓷粉粒度可小于或等于75μm。该粒度的粉体容易通过打印针头，使其不易堵塞针头。海藻酸钠粉末粒度可小于或等于50μm。该粒度范围的海藻酸钠易与陶瓷粉混合均匀使浆料均匀性更佳。F127水溶液的浓度可为10％～20％质量分数。三维打印时，利用程序设计支架具体参数，调控支架的形状、尺寸等。将打印出来的坯体进行烧结，得到Mn-TCP生物陶瓷支架。烧结温度可为1000～1200℃。烧结时间可为2～6小时。
可以通过XRD、XRF、TG-DTA、光学显微镜、SEM，Micro-CT等手段对Mn-TCP生物陶瓷的物相、锰含量、热物性、表面形貌，孔隙率等进行系统表征。
Mn-TCP生物陶瓷的双向生物学性能研究
Mn-TCP生物陶瓷体外成骨诱导促进性
用不同Mn-TCP生物陶瓷支架或其浸提液对兔子的骨髓间充质干细胞进行培养，研究材料对骨髓间充质干细胞的黏附、增殖及与成骨相关的基因和蛋白的表达，并用碱性磷酸酶试剂盒对早期成骨性能进行定量及定性分析，用茜素红染色方法对成骨终末期的矿化作用进行评估。研究结果表明，Mn-TCP生物陶瓷支架及其释放的离子产物显著促进骨髓间充质干细胞的黏附、增殖及成骨分化，证明材料具有成骨促进性。
Mn-TCP生物陶瓷体外成软骨分化的促进性
用不同Mn-TCP生物陶瓷支架或其浸提液对兔子的软骨细胞进行培养，研究材料对软骨细胞的黏附、增殖及与软骨特异性的基因和蛋白的表达，同时利用含Mn培养液对软骨细胞进行培养，研究Mn离子促进软骨细胞增殖分化及保护软骨细胞的机制。研究结果显示，Mn-TCP生物陶瓷支架及其释放的离子产物显著促进软骨细胞的黏附、增殖及其特异性基因和蛋白的表达，Mn离子具有激活HIF-1α信号通路及软骨细胞自噬的作用，证明材料具备成软骨及保护软骨细胞的生物活性。
Mn-TCP生物陶瓷支架对软骨-软骨下骨一体化修复的效应
本发明首次证实Mn-TCP生物陶瓷具备软骨-软骨下骨一体化修复效能。Micro-CT结果显示植入Mn-TCP生物陶瓷支架在缺损处形成的新生软骨及软骨下骨较空白组对照和纯TCP组显著增多。组织化学染色分析显示，植入材料8周后，空白对照组和纯TCP组骨缺损周围形成少量的新生骨和纤维组织的混合物，而Mn-TCP生物陶瓷支架组在骨缺损周围及支架中心均有一定量的新生软骨和软骨下骨形成。植入12周后，Mn-TCP生物陶瓷支架组新生软骨和软骨下骨已完全覆盖缺损处，并有潮线形成，而空白对照组和纯TCP组则还存在缺损，同时生成物中含有一定量的纤维组织。以上结果表明，Mn-TCP生物陶瓷支架具备优异的体内软骨-软骨下骨一体化修复性能。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1：
将磷酸氢二铵溶解于去离子水中(pH为8，浓度为0.5mol/L)，四水氯化锰和硝酸钙按照(2.5，5，10)：100的摩尔质量分别混合、溶解于去离子水中，并将所得的四水氯化锰和硝酸钙混合溶液(pH为4.5，Mn离子浓度分别为0.012mol/L，0.024mol/L，0.05mol/L，Ca离子浓度为0.5mol/L)滴加至磷酸氢二铵溶液中，用10％氨水调节pH值为7.49-7.53，在室温下充分搅拌24小时，抽滤，并用去离子水洗涤三遍，无水乙醇洗涤三遍，100℃干燥12小时，并在800℃烧结3小时，制得不同Mn含量的Mn-TCP生物陶瓷粉体；
将得到的系列Mn-TCP陶瓷粉(粒度为50μm)：海藻酸钠(粒度为50μm)：F127(浓度为20％)以质量比为1：0.12：1.2进行混合，并利用软件设计打印程序，进行三维打印，得到的支架在1100℃烧结3小时，得到Mn-TCP生物陶瓷支架。
将所得的Mn-TCP生物陶瓷支架分别记为2.5Mn-TCP、5Mn-TCP、10Mn-TCP。对所得的Mn-TCP生物陶瓷支架进行材料表征，成骨，成软骨性能及体内修复效果的研究。其结果参见图1～11，通过Micro-CT的方法测得其孔隙率随着锰含量升高而降低，分别为68.5％，58.3％和45.8％。
实施例2：
将磷酸氢二铵溶解于去离子水中(pH为7.5，浓度为0.4mol/L)，四水氯化锰和硝酸钙按照4：100的摩尔质量混合、溶解于去离子水中，并将所得的四水氯化锰和硝酸钙混合溶液(pH为4，Mn离子浓度分别为0.02mol/L，Ca离子浓度为0.4mol/L)滴加至磷酸氢二铵溶液中，用10％氨水调节pH值为7.53-7.62，在室温下充分搅拌24小时，抽滤，并用去离子水洗涤三遍，无水乙醇洗涤三遍，100℃干燥12小时，并在700℃烧结4小时，制得Mn-TCP生物陶瓷粉体；
将得到的Mn-TCP陶瓷粉(粒度为75μm)：海藻酸钠(粒度为20μm)：F127(浓度为10％)以质量比为1：0.05：0.6进行混合，并利用软件设计打印程序，进行三维打印，得到的支架在1000℃烧结2小时，得到Mn-TCP生物陶瓷支架。
对所得Mn-TCP生物陶瓷支架进行表征，成骨，成软骨性能及体内修复效果的研究。结果同样表明，本实施例所得的Mn-TCP生物陶瓷支架能很好地诱导兔子的骨髓间充质干细胞及软骨细胞黏附与增殖。Mn-TCP生物陶瓷的浸提液显著提高骨髓基质干细胞成骨相关基因的转录和蛋白的表达，有效提高成骨早期标记物碱性磷酸酶和成骨终末期矿化物——钙结节的形成。同时，Mn-TCP生物陶瓷的浸提液还显著上调软骨细胞特异性基因及蛋白的表达。Mn-TCP生物陶瓷释放的Mn离子，显著促进软骨细胞的低氧压因子(HIF-1α)的表达，同时能诱导关节炎中的软骨细胞发生自噬而保护软骨细胞。动物实验进一步证实，Mn-TCP生物陶瓷支架具备软骨-软骨下骨一体化修复的双向生物学功能。
实施例3：
将磷酸氢二铵溶解于去离子水中(pH为8.5，浓度为0.6mol/L)，四水氯化锰和硝酸钙按照7.5：100的摩尔质量混合、溶解于去离子水中，并将所得的四水氯化锰和硝酸钙混合溶液(pH为5，Mn离子浓度分别为0.0375mol/L，Ca离子浓度为0.6mol/L)滴加至磷酸氢二铵溶液中，用10％氨水调节pH值为7.6-7.7，在室温下充分搅拌24小时，抽滤，并用去离子水洗涤三遍，无水乙醇洗涤三遍，100℃干燥12小时，并在900℃烧结5小时，制得Mn-TCP生物陶瓷粉体；
将得到的Mn-TCP陶瓷粉(粒度为75μm)：海藻酸钠(粒度为50μm)：F127(浓度为15％)以质量比为1：0.15：1.0进行混合，并利用软件设计打印程序，进行三维打印，得到的支架在1200℃烧结6小时，得到Mn-TCP生物陶瓷支架。
对所得Mn-TCP生物陶瓷支架进行表征，成骨，成软骨性能及体内修复效果的研究。结果同样表明，本实施例所得的Mn-TCP生物陶瓷支架在体外具有优异的生物活性，在动物体内具有软骨-软骨下骨一体化修复的性能，是一种潜在的双功能硬组织生物活性植入材料。

Claims (10)

1.一种生物陶瓷支架，其特征在于，包括：三维磷酸三钙陶瓷支架以及均匀分布于所述三维磷酸三钙陶瓷支架中的锰离子。
2.根据权利要求1所述的生物陶瓷支架，其特征在于，锰离子与钙离子的摩尔比为（0.01～0.1）：1，优选为（0.025～0.1）：1。
3.根据权利要求1或2所述的生物陶瓷支架，其特征在于，所述生物陶瓷支架的抗压强度为6～16 MPa。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的生物陶瓷支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）通过共沉淀法合成含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体；以及
（2）以含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体为原料，通过三维打印技术制备出所述生物陶瓷支架。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体通过如下方法制备：
在含有钙源、磷源和锰源的混合溶液中，加入碱调节pH值为7.4～7.7，充分搅拌12～36小时，分离出固体、洗涤、干燥，得到前驱粉体；
将所得前驱粉体在600～900℃烧结3～5小时，制得含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述钙源为可溶性钙盐，优选硝酸钙；
所述磷源为可溶性磷酸盐，优选磷酸氢二铵；
所述锰源为可溶性锰盐，优选氯化锰和/或其水合物、硝酸锰和/或其水合物中的至少一种。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，含有钙源、磷源和锰源的混合溶液通过如下方法制备：
配制锰源和钙源混合溶液，其中，锰源和钙源的摩尔质量比（1～10）：100，pH为4.0～5.0，溶液中Mn离子浓度为0.01～0.06 mol/L，Ca离子浓度为0.5～0.6 mol/L；
配制磷源溶液，其中pH为7.5～8.5，磷源浓度为0.4～0.6 mol/L；
将锰源和钙源混合溶液滴加至磷源溶液中。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，包括：
将含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体：海藻酸钠：泊洛沙姆F127水溶液以质量比为1：（0.05～0.15）：（0.6～1.2）进行混合，得到糊状物；
将所得糊状物置入三维打印机中进行三维打印，得到坯体；
将所得坯体在1000～1200℃烧结2～6小时，得到所述生物陶瓷支架。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述含有锰离子的磷酸三钙陶瓷粉体的粒度小于或等于75 μm，所述海藻酸钠的粒度小于或等于50 μm，所述F127的浓度范围为10%～20%。
10.一种权利要求1至3中任一项所述的生物陶瓷支架在制备软骨-软骨下骨缺损一体化修复植入材料中的用途。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107875441A (zh) * 2017-11-06 2018-04-06 中国科学院上海硅酸盐研究所 硅酸钙锂体系新型生物活性陶瓷支架及其制备方法和用途
CN109678488A (zh) * 2019-01-18 2019-04-26 华南理工大学 一种离子掺杂和蛋白浸渍双重改性多孔磷酸钙陶瓷及其制备方法
CN110393824A (zh) * 2019-06-19 2019-11-01 江苏拓弘康恒医药有限公司 酯化琼脂糖-细胞复合纤维支架及其制备方法
CN111848150A (zh) * 2020-07-09 2020-10-30 上海交通大学医学院附属第九人民医院 一种SrCuSi4O10－Ca3(PO4)2复合生物陶瓷、骨支架及其用途
CN112245395A (zh) * 2020-11-20 2021-01-22 佳木斯大学 一种医用软骨修复剂及其制备方法
CN113274545A (zh) * 2021-04-26 2021-08-20 中国科学院上海硅酸盐研究所 锰掺杂硅酸钙多孔陶瓷支架及其制备方法和应用
WO2023000371A1 (zh) * 2021-07-23 2023-01-26 中国科学院深圳先进技术研究院 一种骨修复支架及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1891665A (zh) * 2005-07-08 2007-01-10 上海国睿生命科技有限公司 骨修复用β－磷酸三钙多孔陶瓷材料及其制备方法和应用
CN101811686A (zh) * 2010-05-04 2010-08-25 重庆大学 一种含镁β-磷酸三钙纳米粒子及其制备方法
CN103961742A (zh) * 2014-05-14 2014-08-06 常州大学 含有益离子的磷酸钙多孔支架的制备方法
CN105311673A (zh) * 2015-10-16 2016-02-10 中国科学院上海硅酸盐研究所 3d打印介孔生物活性玻璃改性的生物陶瓷支架及其制备方法和用途
CN105770987A (zh) * 2016-04-12 2016-07-20 深圳先进技术研究院 一种骨修复支架的3d打印浆料、骨修复支架及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1891665A (zh) * 2005-07-08 2007-01-10 上海国睿生命科技有限公司 骨修复用β－磷酸三钙多孔陶瓷材料及其制备方法和应用
CN101811686A (zh) * 2010-05-04 2010-08-25 重庆大学 一种含镁β-磷酸三钙纳米粒子及其制备方法
CN103961742A (zh) * 2014-05-14 2014-08-06 常州大学 含有益离子的磷酸钙多孔支架的制备方法
CN105311673A (zh) * 2015-10-16 2016-02-10 中国科学院上海硅酸盐研究所 3d打印介孔生物活性玻璃改性的生物陶瓷支架及其制备方法和用途
CN105770987A (zh) * 2016-04-12 2016-07-20 深圳先进技术研究院 一种骨修复支架的3d打印浆料、骨修复支架及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尚文博: "锰掺杂β-磷酸三钙多孔仿骨材料性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107875441A (zh) * 2017-11-06 2018-04-06 中国科学院上海硅酸盐研究所 硅酸钙锂体系新型生物活性陶瓷支架及其制备方法和用途
CN107875441B (zh) * 2017-11-06 2020-09-18 中国科学院上海硅酸盐研究所 硅酸钙锂体系生物活性陶瓷支架及其制备方法和用途
CN109678488A (zh) * 2019-01-18 2019-04-26 华南理工大学 一种离子掺杂和蛋白浸渍双重改性多孔磷酸钙陶瓷及其制备方法
CN109678488B (zh) * 2019-01-18 2022-01-18 华南理工大学 一种离子掺杂和蛋白浸渍双重改性多孔磷酸钙陶瓷及其制备方法
CN110393824A (zh) * 2019-06-19 2019-11-01 江苏拓弘康恒医药有限公司 酯化琼脂糖-细胞复合纤维支架及其制备方法
CN111848150A (zh) * 2020-07-09 2020-10-30 上海交通大学医学院附属第九人民医院 一种SrCuSi4O10－Ca3(PO4)2复合生物陶瓷、骨支架及其用途
CN111848150B (zh) * 2020-07-09 2022-05-24 上海交通大学医学院附属第九人民医院 一种SrCuSi4O10－Ca3(PO4)2复合生物陶瓷、骨支架及其用途
CN112245395A (zh) * 2020-11-20 2021-01-22 佳木斯大学 一种医用软骨修复剂及其制备方法
CN113274545A (zh) * 2021-04-26 2021-08-20 中国科学院上海硅酸盐研究所 锰掺杂硅酸钙多孔陶瓷支架及其制备方法和应用
WO2023000371A1 (zh) * 2021-07-23 2023-01-26 中国科学院深圳先进技术研究院 一种骨修复支架及其制备方法和应用

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