CN108114312A - 一种可塑性45s5生物活性玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可塑性45S5生物活性玻璃，其成分包括45～90％的45S5生物活性玻璃和10～55wt％的医用甘油。此外，本发明还提出了上述可塑性45S5生物活性玻璃的制备方法，包括S1、按45S5生物活性玻璃与医用甘油的重量比例为45～90％:10～55％称量；S2、将45S5生物活性玻璃与医用甘油混合后搅拌，搅拌条件为：混合搅拌时间2～12小时，搅拌温度20～60℃，搅拌频率0‑3500r/min，最后获得可塑性45S5生物活性玻璃。本发明的可塑性45S5生物活性玻璃除了具有传统生物活性玻璃的特点外，还具有易塑性的特点，能与缺损处完全融合，达到无空隙的效果。

Description

一种可塑性45S5生物活性玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物活性玻璃领域，特别是指一种可塑性45S5生物活性玻璃及其制备方法。
背景技术
理想的植骨材料应该具备以下特点：良好的生物相容性、生物可降解性、骨传导性、骨激发性、较高的孔隙率和合适的孔径、临床使用方便、足够的力学强度及合适的弹性模量。生物活性玻璃(Bioglass)由于其良好的生物相容性、良好的骨传导和骨激发作用而被材料学者所关注。
45S5生物活性玻璃采取熔融法和溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃，研究人员对其进行了广泛、深入的研究。Hench等人用熔融法制备的生物活性玻璃45S5在鼠的股骨、胫骨、牙槽骨以及犬科动物和灵长类动物的股骨和颌骨上进行了系统性的实验研究，对生物活性玻璃基体与骨组织界面的链接机理、结合强度、玻璃基体的表面化学反应及生物活性进了实验分析，总体的实验结果表面生物活性玻璃基体与骨组织发生了稳定的有效结合。
45S5生物活性玻璃由45wt％的SiO2结合24.5wt％的Na2O、24.5wt％的CaO和6wt％的P2O5组成，在生理环境中具有快速反应性能，玻璃表面发生适当的化学改变，形成硅胶层和富钙磷层，可诱导生成羟基磷灰石层。45S5生物活性玻璃必须进行活性的测试：红外反射光谱图中，HA(羟基磷灰石)为双峰，表明其具有生物活性。硅酸盐能提高成骨细胞和成纤维细胞产生I型胶原的能力，且对成骨细胞的活力没有负面影响。无机磷酸盐是成骨细胞和软骨细胞的生理调节因子，可诱导骨骼细胞的凋亡、增量调节骨桥蛋白的表达、促进成骨细胞的增值和分化。
医用甘油(glycerin及glycerol。学名叫做丙三醇)并不是一种油，在外观上呈现为无色透明、浓稠状的液体，无气味，还略带有甜味，是一种醇类、接近酒精的性质，可作为增塑剂和粘结剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提出一种可塑性45S5生物活性玻璃及其制备方法，可塑性45S5生物活性玻璃优具有易塑性好，能与缺损处完全融合。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种可塑性45S5生物活性玻璃，其包括重量百分比的如下组分：
45～90％的45S5生物活性玻璃和10～55wt％的医用甘油，其中，45S5生物活性玻璃采用熔融法制备，其颗粒直径为80-750μm，45S5生物活性玻璃须进行活性测试表明其具有生物活性。
本发明提出了上述可塑性45S5生物活性玻璃的制备方法，包括如下步骤：
S1、采用熔融法制备45S5生物活性玻璃，其颗粒直径为80-750μm，其必须进行活性测试表明其具有生物活性；
S2、按45S5生物活性玻璃与医用甘油的重量比例为45～90％:10～55％称量；
S3、将45S5生物活性玻璃与医用甘油混合后搅拌，搅拌条件为：混合搅拌时间2～12小时，搅拌温度20～60℃，搅拌频率0-3500r/min，最后获得可塑性45S5生物活性玻璃。
作为优选地，所述步骤S3中，混合后搅拌时pH值为5.8～8.0。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明的可塑性45S5生物活性玻璃除了具有传统生物活性玻璃的特点外，由于甘油的作用，使得生物活性玻璃分散的粉剂变为膏状生物活性玻璃，其具有易塑性的特点，能与缺损处完全融合，粘附性增强，达到无空隙的效果，有利于改善生物材料的机械性能、生物性能。可以应用于受力不明显的骨缺损的填充，可以促进骨生长，在非承重部位骨缺损的修复、骨折的修复愈合、脊柱融合术等方面取得了较好的临床效果。
附图说明
图1为反应前的45S5生物活性玻璃红外反射光谱图；
图2为20小时反应后可塑性45S5生物活性玻璃剂的红外反射光谱；图2中，HA双峰为羟基磷灰石，表明生物活性。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将结合附图，对本发明作进一步的说明。
1)采用熔融法制备45S5生物活性玻璃，其颗粒直径为80-750μm，其必须进行活性测试表明其具有生物活性。
2)使用医用级甘油；
3)按45～90％的45S5生物活性玻璃和10～55wt％的医用级甘油比例称量；
4)将45S5生物活性玻璃与医用甘油混合后搅拌，搅拌条件为：混合搅拌时间2～12小时，搅拌温度20～60℃，搅拌频率0-3500r/min；
5)混合搅拌后pH值为5.8～8.0；
满足上述条件后可获得可塑性45S5生物活性玻璃。
熔融法制备的45S5生物活性玻璃活性的测试：
(1)取0.1克45S5生物活性玻璃在200mL Tris缓冲液中反应20小时，Tris缓冲液pH为7.25，反应容器为锥形瓶；将锥形瓶放入37℃的水浴摇床中，在反应时维持175RPM的旋转速度，以模拟生物动态环境。为确定重复性，三个样品同时测定；
(2)20小时反应后，通过过滤将反应过的45S5生物活性玻璃样品与Tris缓冲液分离开。用丙酮将样品干燥后进行红外光谱(FTIR)测试，测定表面羟基磷灰石的生成。表面羟基磷灰石的生成即表明材料具有生物活性。如下图1为反应前的45S5生物活性玻璃红外反射光谱，图2为20小时反应后45S5生物活性玻璃剂的红外反射光谱。图2中，HA双峰为羟基磷灰石，表明生物活性。图2中双峰波数分别为602cm-1和564cm-1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可塑性45S5生物活性玻璃，其特征在于，包括重量百分比的如下组分：45～90％的45S5生物活性玻璃和10～55wt％的医用甘油，45S5生物活性玻璃采用熔融法制备，其颗粒直径为80-750μm，45S5生物活性玻璃必需进行活性测试表明其具有生物活性。
2.一种可塑性45S5生物活性玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、采用熔融法制备45S5生物活性玻璃，其颗粒直径为80-750μm，其必需进行活性测试表明其具有生物活性；
S2、按45S5生物活性玻璃与医用甘油的重量比例为45～90％:10～55％称量；
S3、将45S5生物活性玻璃与医用甘油混合后搅拌，搅拌条件为：混合搅拌时间2～12小时，搅拌温度20～60℃，搅拌频率0-3500r/min，最后获得可塑性45S5生物活性玻璃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，混合后搅拌时pH值为5.8～8.0。
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