CN107970492A - 一种新型骨诱导再生医用膜及其制备方法 - Google Patents

一种新型骨诱导再生医用膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型骨诱导再生医用膜及其制备方法,属于组织工程的生物材料技术领域,由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1~1:1,发明利用骨缺损治疗基本原理,利用静电纺丝技术制备骨诱导再生医用膜,具有抗菌消炎和促进骨组织再生的双重功能。

Description

一种新型骨诱导再生医用膜及其制备方法
技术领域:
本发明属于组织工程的生物材料技术领域,具体涉及一种新型骨诱导再生医用膜及其制备方法。
背景技术:
骨缺损修复主要治疗办法是通过植入骨替代物以期获得原骨部分功能,但最终还是需要骨组织再生填补缺损部位。一般方法通过在骨替代物中添加促进骨组织再生的骨诱导成分,但骨缺损通常伴有炎症反应,在未控制的炎症状态下,骨组织的再生和重建不可能实现,因此,有效控制骨缺损部位炎症反应是骨组织再生的前提条件。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述缺点,提出一种制备新型骨诱导再生医用膜的制备方法,本发明利用骨缺损治疗基本原理,利用静电纺丝技术制备骨诱导再生医用膜,具有抗菌消炎和促进骨组织再生的双重功能。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种制备新型骨诱导再生医用膜由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1~1:1。
优选的,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为2:1~1:2混合而成。
优选的,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为2:1混合而成。
优选的,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1。
优选的,医用膜的厚度为2μm~5μm。
优选的,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
为实现上述目的,本发明的另一技术方案为:一种新型骨诱导再生医用膜的制备方法,包括以下步骤:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
S4:制备新型骨诱导再生医用膜:将S2与S3制得的含骨诱导成分藻酸盐纺丝液和壳聚糖纺丝液分别加入双喷头静电纺丝设备的储液器中,开启静电纺丝设备,调节工艺参数,工作电压为18.0Kv~23.0Kv,工作距离为8cm~12cm,喷射速度为0.5ml/h~1.0ml/h,纺丝2h~3h,即得到新型骨诱导再生医用膜。
本发明的有益效果为:
骨诱导成分在温和的水溶液中进行静电纺丝,解决其在有机溶剂中易失去活性的问题;新型骨诱导再生医用膜不仅具有骨诱导性能,而且具有很强的抗菌性能,解决骨缺损部位炎症反应问题;医用膜所使用的抗菌物质不是药物,降低了出现耐药性的风险;可以使得骨损伤机体能够尽快恢复,在人体内生物相融性好,可以再体内降解具有分隔屏障的作用,不产生任何副作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种制备新型骨诱导再生医用膜由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为1:1,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为1:1混合而成,医用膜的厚度为2μm~5μm,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
具体步骤为:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
S4:制备新型骨诱导再生医用膜:将S2与S3制得的含骨诱导成分藻酸盐纺丝液和壳聚糖纺丝液分别加入双喷头静电纺丝设备的储液器中,开启静电纺丝设备,调节工艺参数,工作电压为18.0Kv~23.0Kv,工作距离为8cm~12cm,喷射速度为0.5ml/h~1.0ml/h,纺丝2h~3h,即得到新型骨诱导再生医用膜。
实施例2
一种制备新型骨诱导再生医用膜由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为2:1,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为1:1混合而成,医用膜的厚度为2μm~5μm,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
具体步骤为:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
S4:制备新型骨诱导再生医用膜:将S2与S3制得的含骨诱导成分藻酸盐纺丝液和壳聚糖纺丝液分别加入双喷头静电纺丝设备的储液器中,开启静电纺丝设备,调节工艺参数,工作电压为18.0Kv~23.0Kv,工作距离为8cm~12cm,喷射速度为0.5ml/h~1.0ml/h,纺丝2h~3h,即得到新型骨诱导再生医用膜。
实施例3
一种制备新型骨诱导再生医用膜由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为1:1混合而成,医用膜的厚度为2μm~5μm,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
具体步骤为:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
S4:制备新型骨诱导再生医用膜:将S2与S3制得的含骨诱导成分藻酸盐纺丝液和壳聚糖纺丝液分别加入双喷头静电纺丝设备的储液器中,开启静电纺丝设备,调节工艺参数,工作电压为18.0Kv~23.0Kv,工作距离为8cm~12cm,喷射速度为0.5ml/h~1.0ml/h,纺丝2h~3h,即得到新型骨诱导再生医用膜。
实施例4
一种制备新型骨诱导再生医用膜由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为2:1混合而成,医用膜的厚度为2μm~5μm,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
具体步骤为:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
S4:制备新型骨诱导再生医用膜:将S2与S3制得的含骨诱导成分藻酸盐纺丝液和壳聚糖纺丝液分别加入双喷头静电纺丝设备的储液器中,开启静电纺丝设备,调节工艺参数,工作电压为18.0Kv~23.0Kv,工作距离为8cm~12cm,喷射速度为0.5ml/h~1.0ml/h,纺丝2h~3h,即得到新型骨诱导再生医用膜。
实施例5
一种制备新型骨诱导再生医用膜由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为3:1混合而成,医用膜的厚度为2μm~5μm,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
具体步骤为:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
S4:制备新型骨诱导再生医用膜:将S2与S3制得的含骨诱导成分藻酸盐纺丝液和壳聚糖纺丝液分别加入双喷头静电纺丝设备的储液器中,开启静电纺丝设备,调节工艺参数,工作电压为18.0Kv~23.0Kv,工作距离为8cm~12cm,喷射速度为0.5ml/h~1.0ml/h,纺丝2h~3h,即得到新型骨诱导再生医用膜。
实施例6
将实施例1~3制备得到的新型骨诱导再生医用膜,进行抗菌试验,试验结果如下:
实施例7
将实施例3、4和5制备得到的新型骨诱导再生医用膜,进行刺激成骨前体细胞MC3T3-E1成骨相关基因表达试验,试验结果如附图1。
从图中可以看出在骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为2:1混合而成时,本发明可以最大化的促进骨分化。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定;对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举;凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型骨诱导再生医用膜,其特征在于,由藻酸盐、壳聚糖和骨诱导成分组成,经过混合静电纺丝技术制备而成,所述骨诱导成分含量为1.0wt%~10.0wt%,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1~1:1。
2.根据权利要求1所述的新型骨诱导再生医用膜,其特征在于,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为2:1~1:2混合而成。
3.根据权利要求2所述的新型骨诱导再生医用膜,其特征在于,所述骨诱导成分为碱性成纤维细胞生长因子bFGF和骨形态发生蛋白按照质量比为2:1混合而成。
4.根据权利要求1所述的新型骨诱导再生医用膜,其特征在于,所述藻酸盐与壳聚糖的质量比为3:1。
5.根据权利要求1所述的新型骨诱导再生医用膜,其特征在于,医用膜的厚度为2μm~5μm。
6.根据权利要求1所述的新型骨诱导再生医用膜,其特征在于,藻酸盐纤维和壳聚糖纤维的直径为1μm~4μm。
7.如权利要求1~5所述的一种新型骨诱导再生医用膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:制备藻酸盐纺丝液:将藻酸盐粉末溶解于蒸馏水中,搅拌制备得到2.0wt%~4.0wt%藻酸盐纺丝液;
S2:制备含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液:将骨诱导成分加入S1制得的藻酸盐纺丝液中,搅拌均匀得到含骨诱导成分的藻酸盐纺丝液;
S3:制备壳聚糖纺丝液:将壳聚糖粉末溶解于三氟乙酸(TFA)与二氯甲烷(DCM)的混合溶剂中,其中三氟乙酸与二氯甲烷的体积比为3:2,搅拌制备得到4.0wt%~6.0wt%壳聚糖纺丝液;
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