CN107812234B - 具有组织增氧功能的骨膜材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有组织增氧功能的骨膜材料及其制备方法和应用，包括PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA‑PFOB）、静电纺丝液的制备和骨膜材料的制备。本发明所有采用原料均是已批准在用的医用材料，通过特殊的工艺步骤使得其具有特定的功能，安全性高；本发明制备的骨膜材料具有增氧功能，能够解决人工骨膜相对于自体骨膜在移植初期缺乏血供的问题，为细胞增殖提供必要的氧气，加快组织愈合的速度；本发明采用静电纺丝法制备的骨膜具有适宜的孔隙结构，利于骨细胞生长和骨组织修复，工艺简单，易于转化。

Description

具有组织增氧功能的骨膜材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种具有组织增氧功能的骨膜材料及其制备方法和应用，具体涉及聚（消旋乳酸-己内酯）PDLLA添加负载了全氟正辛基溴烷（PFOB）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA颗粒，采用静电纺丝法制备的骨膜材料。本方法属于生物医药材料领域，所制备的材料可广泛应用于骨膜组织的修复。
背景技术
骨膜是覆在除关节以外几乎所有骨表面上的致密结缔组织膜，由外部的纤维层和内部的形成层组成，在骨发育和骨折愈合中发挥着重要的作用。纤维层富有血管网、神经、纤维细胞、胶原和弹性纤维，使骨骼具有活性，提供骨膜的机械稳定性，是成骨关键所在；内部形成层储存大量不同类型的细胞，对骨生长和修复有重要作用。骨膜的缺失将导致自体骨难以自愈合以及异体骨或人工骨材料修复骨缺损的失败，尤其是当大段骨缺损中，骨膜移植更有利于新骨形成和新生血管的形成。
在骨修复中，一个较为重要的问题就是创伤组织的供氧问题，尤其是组织内部较深处的供氧。当毛细血管尚未生成，细胞在人工修复物的表面由于缺氧而造成的生长缓慢，恢复速度慢的情况往往直接影响移植手术的成功与否。因此，制备一种具有增氧功能的骨膜材料意义重大。
在用于人工骨膜的材料中，聚乳酸是一种已经药监局批准的可用于人体内的医用材料，全氟碳液体PFOB具有优异的溶氧能力、无毒和完全生理惰性等优点，可以作为人造血和呼吸液体。以全氟碳为基础的代血品在手术过程中可以置换病人的血，给人体提供氧气。手术完成后再将病人的血输入体内。做为一种优良的载氧介质，我们将其包裹于PLGA纳米微球，使其更加稳定并具有缓释的效果，用于增氧骨膜材料的制备。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术存在的问题，发明目的在于提供一种具有组织增氧功能的人工骨膜材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述方法获得的具有组织增氧功能的人工骨膜材料。
本发明的又一目的在于：提供上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：
该材料能为组织生长提供特定的富氧生物环境，使得组织细胞在尚未恢复血供的窗口期能够较好的增殖，从而增加骨修复手术的恢复速度和成功率。
一种具有组织增氧功能的骨膜材料的制备方法，聚（消旋乳酸-己内酯）（PDLLA）添加负载了全氟正辛基溴烷（PFOB）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA颗粒，采用静电纺丝法制备的骨膜材料，包括以下步骤：
（1）PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把2mg/ml 聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、2mg/ml聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG），80μl/ml 司班80（S80）/二氯甲烷（DCM），体积比为3/17，溶于80μl/ml DCM中，然后与0.8 ml/ml 水混合，加入15-30μl/ml纯度大于99%的PFOB；冰浴下先用匀浆机匀浆 1 min ， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%；用匀浆机匀浆10 min (匀浆1 min停1 min)后在室温搅拌3 h，再用医用氧气向乳剂中充氧5-10分钟；
（2）静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）=7:3（V/V）中加入一定量的聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL）0.06g/ml，室温磁力搅拌6小时以上；向其中加入PLGA-PFOB溶液，超声5-10分钟，得到纺丝液；
（3）骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为9-15cm，注射器内装入纺丝液，加正高压9-11kV，负高压1-3kV。调节液体流速，约0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度15℃-45℃，湿度不超过50%。得到厚度约为0.1-2μm的纤维膜。
本发明提供一种具有组织增氧功能的骨膜材料，根据上述所述方法制备得到的产品。
本发明还提供一种具有组织增氧功能的骨膜材料作为骨膜组织修复材料的应用。
本发明的优点在于：
（1）本发明所有采用原料均是已批准在用的医用材料，通过特殊的工艺步骤使得其具有特定的功能，安全性高；
（2）本发明制备的骨膜材料具有增氧功能，能够解决人工骨膜相对于自体骨膜在移植初期缺乏血供的问题，为细胞增殖提供必要的氧气，加快组织愈合的速度；
（3）本发明采用静电纺丝法制备的骨膜具有适宜的孔隙结构，利于骨细胞生长和骨组织修复，工艺简单，易于转化。
附图说明
图1为具有组织增氧功能的骨膜微观电镜图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。
实施例1
1、PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把5 mg PLGA、5 mg 聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）、200μl 司班80（S80）/二氯甲烷（DCM）（3/17，体积比）溶于200μl DCM中，然后与2 ml水混合，加入30μl/ml纯度大于99%的PFOB。先用匀浆机匀浆 1 min (冰浴)， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%。用匀浆机匀浆10 min (匀浆1 min停1 min)后在室温搅拌3 h。再用医用氧气向乳剂中充氧10分钟。
2、静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）=7:3（V/V）10ml中加入0.6g聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL），室温磁力搅拌8小时；向其中加入PLGA-PFOB溶液2ml，超声10分钟，得到纺丝液。
3、骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为13cm，注射器内装入纺丝液，加正高压10.5kV，负高压1.5kV。调节液体流速，约0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度40℃，湿度50%。得到厚度约为1μm的纤维膜。
如图1为具有组织增氧功能的骨膜微观电镜图。
实施例2
1、PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把1 mg PLGA、1 mg 聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）、40μl 司班80（S80）/二氯甲烷（DCM）（3/17，体积比）溶于40μl DCM中，然后与0.4 ml水混合，加入20μl/ml纯度大于99%的PFOB。先用匀浆机匀浆 1 min (冰浴)， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%。用匀浆机匀浆10 min (匀浆1 min停1 min)后在室温搅拌3 h。再用医用氧气向乳剂中充氧5分钟。
2、静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）=7:3（V/V）5ml中加入0.3g的聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL），室温磁力搅拌10小时；向其中加入PLGA-PFOB溶液0.5ml，超声10分钟，得到纺丝液。
3、骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为13cm，注射器内装入纺丝液，加正高压12kV，负高压1kV。调节液体流速，约0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度40℃，湿度30%。得到厚度约为0.5μm的纤维膜。
实施例3
1、PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把5 mg PLGA、5 mg 聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）、200μl 司班80（S80）/二氯甲烷（DCM）（3/17，体积比）溶于200μl DCM中，然后与2 ml水混合，加入150μl/ml纯度大于99%的PFOB。先用匀浆机匀浆 1 min (冰浴)， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%。用匀浆机匀浆10 min (匀浆1 min停1 min)后在室温搅拌3 h。再用医用氧气向乳剂中充氧10分钟。
2、静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）=7:3（V/V）10ml中加入0.6g聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL），室温磁力搅拌7小时；向其中加入PLGA-PFOB溶液3ml，超声10分钟，得到纺丝液。
3、骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为13cm，注射器内装入纺丝液，加正高压13kV，负高压2kV。调节液体流速，约0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度40℃，湿度30%。得到厚度约为2μm的纤维膜。

Claims (5)

1.一种具有组织增氧功能的骨膜材料的制备方法，其特征在于，聚（消旋乳酸-己内酯）（PDLLA-CL）添加负载了全氟正辛基溴烷（PFOB）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）颗粒，采用静电纺丝法制备的骨膜材料，包括以下步骤：
（1）PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把5 mg PLGA、5 mg 聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）、200μl 司班80（S80）/体积比3/17二氯甲烷（DCM）溶于200μl DCM中，然后与2 ml水混合，加入30μl/ml纯度大于99%的PFOB；冰浴中先用匀浆机匀浆 1 min， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%；用匀浆机匀浆10 min ，其中匀浆1 min停1 min，然后在室温搅拌3 h；再用医用氧气向乳剂中充氧10分钟；
（2）静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）体积比=7:3，10ml中加入0.6g聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL），室温磁力搅拌8小时；向其中加入PLGA-PFOB溶液2ml，超声10分钟，得到纺丝液；
（3）骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为13cm，注射器内装入纺丝液，加正高压10.5kV，负高压1.5kV；调节液体流速，0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度40℃，湿度50%，得到厚度为1μm的纤维膜。
2.一种具有组织增氧功能的骨膜材料的制备方法，其特征在于，聚（消旋乳酸-己内酯）（PDLLA-CL）添加负载了全氟正辛基溴烷（PFOB）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）颗粒，采用静电纺丝法制备的骨膜材料，包括以下步骤：
（1）PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把1 mg PLGA、1 mg 聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）、40μl 司班80（S80）/体积比3/17二氯甲烷（DCM）溶于40μl DCM中，然后与0.4 ml水混合，加入20μl/ml纯度大于99%的PFOB；冰浴中先用匀浆机匀浆 1 min， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%；用匀浆机匀浆10 min ，其中匀浆1 min停1 min，然后在室温搅拌3 h，再用医用氧气向乳剂中充氧5分钟；
（2）静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）体积比=7:3，5ml中加入0.3g的聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL），室温磁力搅拌10小时；向其中加入PLGA-PFOB溶液0.5ml，超声10分钟，得到纺丝液；
（3）骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为13cm，注射器内装入纺丝液，加正高压12kV，负高压1kV；调节液体流速， 0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度40℃，湿度30%，得到厚度为0.5μm的纤维膜。
3.一种具有组织增氧功能的骨膜材料的制备方法，其特征在于，聚（消旋乳酸-己内酯）（PDLLA-CL）添加负载了全氟正辛基溴烷（PFOB）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）颗粒，采用静电纺丝法制备的骨膜材料，包括以下步骤：
（1）PLGA包裹的PFOB微粒制备（PLGA-PFOB）
把5 mg PLGA、5 mg 聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）、200μl 司班80（S80）/体积比3/17二氯甲烷（DCM）溶于200μl DCM中，然后与2 ml水混合，加入150μl/ml纯度大于99%的PFOB；冰浴中先用匀浆机匀浆 1 min， 再超声3 min，超声3 s停10 s，功率为50%；用匀浆机匀浆10 min ，其中匀浆1 min停1 min，然后在室温搅拌3 h，再用医用氧气向乳剂中充氧10分钟；
（2）静电纺丝液的制备
向溶剂二氯甲烷：二甲基甲酰胺（DMF）体积比=7:3，10ml中加入0.6g聚(消旋乳酸-己内酯)共聚物（PDLLA-CL），室温磁力搅拌7小时；向其中加入PLGA-PFOB溶液3ml，超声10分钟，得到纺丝液；
（3）骨膜材料的制备
采用静电纺丝装置，控制接收距离为13cm，注射器内装入纺丝液，加正高压13kV，负高压2kV；调节液体流速， 0.33ml/h，四号平针头，5ml注射器，温度40℃，湿度30%，得到厚度为2μm的纤维膜。
4.一种具有组织增氧功能的骨膜材料，其特征在于，根据权利要求1-3任一所述方法制备得到。
5.根据权利要求4所述具有组织增氧功能的骨膜材料在制备骨膜组织修复材料中的应用。
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