CN109125791B - 一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡及其制备方法,属于生物医用材料技术领域。所述骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物10%~50%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物50%~90%、掺锶羟基磷灰石0%~20%和微晶纤维素0%~20%。本发明的骨蜡具有良好的生物相容性和可降解性,能够为体内的吸收提供良好的生理条件,并具有良好的机械性能和止血性能,还可以促进骨修复。本发明制备方法操作简单,所需的原材料易得,有望在生物医学工程材料领域得到广泛的应用。

Description

一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡及制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域,具体涉及一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡及制备方法。
背景技术
在许多外伤和手术过程中,都会出现骨出血的现象,因而,控制骨的出血或者骨的止血是很有必要的。骨蜡是一种骨止血材料,用于在手术过程中,通过在切割表面处涂抹骨蜡,来控制局部骨出血。目前广泛用于外科手术中的骨蜡,大多都是从蜂蜡制备的,通过将蜂蜡与水不溶性烃和植物油混合而制得。这类型的骨蜡的缺点就是该蜡在室温时粘合性差,脆性大。然而,广泛使用的骨蜡是人体不可吸收的,当这种骨蜡用在手术时,会在施用部位长时间存留,不仅会引起慢性炎症而且会引起异物反应,降低导致非愈合的细菌间隙,增加骨感染的风险,并由于其不可再生的性质而抑制骨愈合过程。此外,传统的骨蜡在止血的过程中,无法对缺损的骨部位进行有效的修复。因此,对于需要骨性再生和/或融合的区域来说,它是很不适用的,而且它不能在受污染的地区使用。为了克服传统骨蜡的这些缺点,具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的研究迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡及制备方法,改善骨蜡的主要成分,提高其生物利用度和机械性能,增强其可降解性,减少骨蜡引起局部的感染的可能性,促进骨缺损的修复。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物10%~50%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物50%~90%、掺锶羟基磷灰石0%~20%和微晶纤维素0%~20%。。
本发明中采用聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物与聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物作为骨蜡的主要原料,聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物与聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物是一种具有良好止血效果的可吸收高分子材料,因其具有无毒、无刺激、良好的生物相容性,通过加工、修饰使降解具有可控性,降解产物易吸收,免疫抗原性低等优点。
微晶纤维素是纤维素经过酸水解得到的结晶体,强度高,热膨胀系数低,可再生,具备良好的生物相容性和可降解性,同时具备了高结晶度,无毒性。
羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成分。它能与机体组织在界面上实现化学键性结合,其在体内有一定的溶解度,能释放对机体无害的离子,能参与体内代谢,对骨质增生有刺激或诱导作用,能促进缺损组织的修复,显示出生物活性,但其也有质地脆、降解性不好、骨诱导性也不强等缺点;而掺锶羟基磷灰石能够进一步改善羟基磷灰石自身的性能,它不仅具有良好的力学性能及生物性能,而且能够促进成骨细胞活性和抑制破骨细胞分化,还可以促进新骨的形成。
本发明通过聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物、掺锶羟基磷灰石和微晶纤维素复配,生物相容性较好的聚氧丙烯聚氧乙烯的嵌段共聚物和无规共聚物作为骨蜡的原材料,增强了其在体内的降解性,有利于吸收;掺锶羟基磷灰石的加入可以促进骨蜡对骨缺损的修复;采用纳米微晶纤维素增加不溶药物在水中的溶解度和机械性能。本发明的骨蜡具有良好的生物相容性和可降解性,能够为体内的吸收提供良好的生理条件,并具有良好的机械性能和止血性能,还可以促进骨修复。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,包括以下质量百分数的组分:氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物10%~30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物50%~65%、掺锶羟基磷灰石2.5%~20%和微晶纤维素2%~20%。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%、掺锶羟基磷灰石2%和微晶纤维素3%。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%、掺锶羟基磷灰石2.5%和微晶纤维素2.5%
本发明通过优化聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物、掺锶羟基磷灰石和微晶纤维素的用量,进一步提高骨蜡的生物利用度,增强其降解性,减少骨蜡引起局部的感染的可能性,提高骨蜡的机械性能,促进骨缺损的修复。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400~14600;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为2500~12000。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,所述掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为10%~50%。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,所述掺锶羟基磷灰石为纳米掺锶羟基磷灰石,所述纳米掺锶羟基磷灰石采用共沉淀法制备得到。
作为本发明所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的优选实施方式,所述微晶纤维素为纳米微晶纤维素。
纳米微晶纤维素粒径小,强度高,热膨胀系数低,可再生,具备良好的生物相容性和可降解性,同时具备了高结晶度,无毒性,比表面积大等特性,有利于改善骨蜡的机械性能。
本发明还提供了上述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至60℃~100℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入微晶纤维素和掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明的骨蜡具有良好的生物相容性和可降解性,能够为体内的吸收提供良好的生理条件,并具有良好的机械性能和止血性能,还可以促进骨修复。本发明制备方法操作简单,所需的原材料易得,有望在生物医学工程材料领域得到广泛的应用。
附图说明
图1为对比例1制备的纳米羟基磷灰石(A)和实施例1制备的纳米掺锶羟基磷灰石(B)的透射电镜图;
图2为实施例1~5的骨蜡的细胞活性图;
图3为实施例1~5的骨蜡的APTT和PT图;
图4为实施例1~5的骨蜡的体内止血效果图;
图5为实例1~5的骨蜡的ALP活性图;
图中1为实施例1的骨蜡,2为实施例2的骨蜡,3为实施例3的骨蜡,4为实施例4的骨蜡,5为实施例5的骨蜡,6为实施例6的骨蜡,7为实施例7的骨蜡,8为实施例8的骨蜡。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例中,所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%、掺锶羟基磷灰石0%和微晶纤维素0%,其中,所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为12000。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至80℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(3)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例2
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%和纳米微晶纤维素5%,其中,所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为12000。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至80℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入纳米微晶纤维素,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例3
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%和纳米掺锶羟基磷灰石5%,其中,所述纳米掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为10%;所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为12000。
本实施例所述纳米掺锶羟基磷灰石的制备方法包括以下步骤:
1)分别称取Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2置于烧杯中,加入去离子水溶解,并将Sr(NO3)2溶液加入到Ca(NO3)·4H2O悬浮液中,再用NH3·H2O溶液调整溶液的pH值在11之上,并将适量的SDS添加到Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2的悬浮液中,通过机械搅拌混合的Ca2+和Sr2+溶液;
2)称取(NH4)2HPO4置于烧杯中并加入去离子水溶解,形成P的溶液;
3)随后在40分钟内逐滴滴加(NH4)2HPO4溶液,最终溶液中(Ca+Sr)与P的摩尔比为1.67,滴加完后将混合物转移到高压反应器中并在180℃温育8小时,再冷却至25℃左右;
4)将溶液以10000rpm离心10分钟后进行抽滤,沉淀用去离子水和乙醇重复洗涤;
5)将沉淀在80℃的烘箱中干燥12小时并研磨,获得纳米掺锶羟基磷灰石(Sr-nHAp)。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至80℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入纳米掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例4
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%、纳米掺锶羟基磷灰石3%和纳米微晶纤维素2%,其中,所述纳米掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为10%;所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为12000。
本实施例所述纳米掺锶羟基磷灰石的制备方法包括以下步骤:
1)分别称取Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2置于烧杯中,加入去离子水溶解,并将Sr(NO3)2溶液加入到Ca(NO3)·4H2O悬浮液中,再用NH3·H2O溶液调整溶液的pH值在11之上,并将适量的SDS添加到Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2的悬浮液中,通过机械搅拌混合的Ca2+和Sr2+溶液;
2)称取(NH4)2HPO4置于烧杯中并加入去离子水溶解,形成P的溶液;
3)随后在40分钟内逐滴滴加(NH4)2HPO4溶液,最终溶液中(Ca+Sr)与P的摩尔比为1.67,滴加完后将混合物转移到高压反应器中并在180℃温育8小时,再冷却至25℃左右;
4)将溶液以10000rpm离心10分钟后进行抽滤,沉淀用去离子水和乙醇重复洗涤;
5)将沉淀在80℃的烘箱中干燥12小时并研磨,获得纳米掺锶羟基磷灰石(Sr-nHAp)。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至80℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入纳米微晶纤维素和纳米掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例5
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%、纳米掺锶羟基磷灰石2.5%和纳米微晶纤维素2.5%,其中,所述纳米掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为10%;所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为12000。
本实施例所述纳米掺锶羟基磷灰石的制备方法包括以下步骤:
1)分别称取Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2置于烧杯中,加入去离子水溶解,并将Sr(NO3)2溶液加入到Ca(NO3)·4H2O悬浮液中,再用NH3·H2O溶液调整溶液的pH值在11之上,并将适量的SDS添加到Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2的悬浮液中,通过机械搅拌混合的Ca2+和Sr2+溶液;
2)称取(NH4)2HPO4置于烧杯中并加入去离子水溶解,形成P的溶液;
3)随后在40分钟内逐滴滴加(NH4)2HPO4溶液,最终溶液中(Ca+Sr)与P的摩尔比为1.67,滴加完后将混合物转移到高压反应器中并在180℃温育8小时,再冷却至25℃左右;
4)将溶液以10000rpm离心10分钟后进行抽滤,沉淀用去离子水和乙醇重复洗涤;
5)将沉淀在80℃的烘箱中干燥12小时并研磨,获得纳米掺锶羟基磷灰石(Sr-nHAp)。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至80℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入纳米微晶纤维素和纳米掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例6
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物10%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物90%、掺锶羟基磷灰石0%和微晶纤维素0%,其中,所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为8000;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为10000。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至60℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(3)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例7
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物10%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物50%、纳米掺锶羟基磷灰石20%和纳米微晶纤维素20%,其中,所述纳米掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为20%;所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为10000;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为8000。
本实施例所述纳米掺锶羟基磷灰石的制备方法包括以下步骤:
1)分别称取Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2置于烧杯中,加入去离子水溶解,并将Sr(NO3)2溶液加入到Ca(NO3)·4H2O悬浮液中,再用NH3·H2O溶液调整溶液的pH值在11之上,并将适量的SDS添加到Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2的悬浮液中,通过机械搅拌混合的Ca2+和Sr2+溶液;
2)称取(NH4)2HPO4置于烧杯中并加入去离子水溶解,形成P的溶液;
3)随后在40分钟内逐滴滴加(NH4)2HPO4溶液,最终溶液中(Ca+Sr)与P的摩尔比为1.67,滴加完后将混合物转移到高压反应器中并在180℃温育8小时,再冷却至25℃左右;
4)将溶液以10000rpm离心10分钟后进行抽滤,沉淀用去离子水和乙醇重复洗涤;
5)将沉淀在80℃的烘箱中干燥12小时并研磨,获得纳米掺锶羟基磷灰石(Sr-nHAp)。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至90℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入纳米微晶纤维素和纳米掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
实施例8
作为本发明所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的一种实施例,本实施例所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物25%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物60%、纳米掺锶羟基磷灰石6%和纳米微晶纤维素9%,其中,所述纳米掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为50%;所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为146000;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为2500。
本实施例所述纳米掺锶羟基磷灰石的制备方法包括以下步骤:
1)分别称取Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2置于烧杯中,加入去离子水溶解,并将Sr(NO3)2溶液加入到Ca(NO3)·4H2O悬浮液中,再用NH3·H2O溶液调整溶液的pH值在11之上,并将适量的SDS添加到Ca(NO3)·4H2O和Sr(NO3)2的悬浮液中,通过机械搅拌混合的Ca2+和Sr2+溶液;
2)称取(NH4)2HPO4置于烧杯中并加入去离子水溶解,形成P的溶液;
3)随后在40分钟内,将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴加到Ca2+和Sr2+溶液中,最终溶液中(Ca+Sr)与P的摩尔比为1.67,滴加完后将混合物转移到高压反应器中并在180℃温育8小时,再冷却至25℃左右;
4)将溶液以10000rpm离心10分钟后进行抽滤,沉淀用去离子水和乙醇重复洗涤;
5)将沉淀在80℃的烘箱中干燥12小时并研磨,获得纳米掺锶羟基磷灰石(Sr-nHAp)。
本实施例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至100℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入纳米微晶纤维素和纳米掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
对比例1
本对比例所述具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡与实施例4基本相同,不同之处在于,本对比例将纳米掺锶羟基磷灰石替换为纳米羟基磷灰石,将纳米微晶纤维素替换为壳聚糖。
本对比例所述纳米羟基磷灰石的制备方法包括以下步骤:
1)称取的Ca(NO3)·4H2O,,并将其溶解于去离子水中,用NH3·H2O溶液将Ca(NO3)·4H2O溶液调至pH≥11,并添加SDS,形成含有Ca的溶液;
2)称取(NH4)2HPO4,并将其溶解于去离子水中,用NH3·H2O溶液将(NH4)2HPO4溶液调至pH≥10形成P的溶液;
3)在机械搅拌下,在30分钟内将(NH4)2HPO4溶液逐滴添加到Ca(NO3)·4H2O溶液中,最终溶液中Ca与P的摩尔比为1.67,搅拌均匀后,将混合物转移到高压反应器中并在180℃温育8小时,冷却至25℃左右;
4)将溶液以10000rpm离心10分钟,随后进行真空过滤,沉淀用去离子水和乙醇重复洗涤;
5)将沉淀在80℃的烘箱中干燥12小时并研磨,获得纳米羟基磷灰石(nHAp)。
1、TEM形貌观察
通过TEM来观察颗粒的微观形貌。图1(A)是对比例1中nHAp颗粒的TEM图;图1(B)是实施例1的10%Sr-nHAp的TEM图。由图可知,实施例1中10%Sr-nHAp呈棒状结构,长度范围是80~220nm,宽度大约为22nm;nHAp颗粒呈棒状结构,长度范围比10%Sr-nHAp稍长,而宽度稍微宽点。
2、细胞活性
通过CCK-8法对实施例1~8的骨蜡进行细胞活性检测。本实验所用的细胞是成纤维细胞(3T3细胞),而培养该细胞所用的培养液是含有10%的胎牛血清和1%的双抗(青霉素和链霉素的混合液)的DMEM的培养液,并且培养条件是在温度为37℃和CO2浓度为5%的培养箱中。在培养的过程中,每两天要给细胞换一次培养液,换细胞培养液的目的是为细胞增加新的营养物质、去除不贴壁的细胞以及细胞的代谢物。将灭菌过的不同组的骨蜡置于48孔板中,随后将调整好的50μL的细胞悬浮液滴加到骨蜡上,在培养箱中,孵育2h后,取450μL的培养液加到每组支架上,继续培养。分别在培养到1、4、7和10天后加入CCK-8试剂,按照1:10的比例加入,也就是说100μL的培养液加入10μL的CCK-8试剂,继续培养2-4h。在450nm波长的条件下,使用酶标仪读取每个孔的吸光光度值。结果如图2所示,结果表明:本发明的骨蜡具有良好的生物相容性,且纳米掺锶羟基磷灰石和纳米微晶纤维素的加入能够显著提高骨蜡的生物活性。
3、APTT和PT检测
通过全血分析仪测定骨蜡浸提液和血浆混合之后的活化部分凝血活酶时间(以下简称APTT)、凝血酶原时间(以下简称PT)。将健康抗凝处理后的血液1000×g离心10min,取上层液。180μL血浆与20μL PBS或骨蜡浸提液混合均匀,然后于37℃添加相应试剂,进入凝血仪分析运行阶段,平行3次。对实施例1~8的骨蜡进行活化部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)检测,结果如图3所示。实验结果表明制备的骨蜡具有较好的血液相容性。
4、体内止血实验
取3月龄雄性平台新西兰兔,按照编号1-5进行编号分组。动物于术前剃毛右后肢胫骨部位),选用氯胺酮注射液(25.0mg/kg)配合速眠新II注射液(4.0mg/kg)经肌注给药麻醉动物,待动物麻醉后,使用碘伏对手术部位进行消毒处理。沿动物右后肢胫骨中线切开皮肤、皮下组织,暴露右后肢胫骨正面。在膝关节下方4cm处,钻出直径4.2mm、深3mm的骨缺损区。模型成功后进行拍照,然后立刻使用受试物对缺损部位进行涂抹,记录涂抹受试物至缺损部位停止出血时间。实施例1~5的骨蜡的体内止血效果如图4所示,本发明的骨蜡具有良好的止血性能。
5、凝血参数
表1
实施例1~8的骨蜡的凝血参数结果如表1所示,本发明的骨蜡的R时间为5.3~6.5min,低于正常水平5~10min,本发明的骨蜡对血液具有促凝效果。
6、止血时间
表2
实施例1~8的骨蜡的止血时间如表2所示,本发明的骨蜡的止血时间为3.0~8.2s,具有良好的止血效果。
7、力学性能测试
参照医药行业标准YY/T 0471.4-2004的测试方法进行,采用万能力学试验机测试实施例1~8和对比例1的骨蜡的压缩强度和压缩应力,其承载能力为500N,效率在±1%以内。具体步骤如下:将样品裁剪成长为50mm,宽为50mm,高为20mm的样品。用游标卡尺测量其厚度并记录。在恒温恒湿条件(温度为25℃,相对湿度为70%)下进行压缩,测试时试样的夹持距离为20mm,压缩速率为300mm/min。按照试验方法规定设置程序,进行检测,每个试验测试5组有效数据,取其平均值。实施例1~8和对比例1的骨蜡的压缩强度如表3所示,相比于原有的壳聚糖,纳米微晶纤维素能与掺锶纳米羟基磷灰石相互作用增强可吸收骨蜡的力学强度,同时纳米微晶纤维素具有促进掺锶纳米羟基磷灰石对骨组织的再生与愈合。
表3
8碱性磷酸酶(ALP)活性检测
将已灭菌的不同组骨蜡放置于48孔培养板中。取培养至3代的细胞,使用0.25%胰酶将其从培养瓶中消化下来,再以转速为1000rpm进行离心,时间为5min,弃去上清液,再将含有血清和双抗(青霉素和链的混合液)的α-DMEM培养液加入其中,并调整细胞浓度为每毫升含有5×107个细胞。每个骨蜡样品上种植20μL的上述细胞悬浮液,将其置于37℃、5%CO2的培养箱中孵育的培养箱中孵育2个小时,再加入500μL的培养液继续的培养至7天和14天。在培养期间,2-3天更换一次培养液,目的是为了细胞能够获得足够的营养。从孔板中将支架取出,再用无菌PBS溶液将骨蜡润洗3次,然后将500μL细胞裂解液加入其中,随后将置于温度为4℃的超声细胞破碎仪中进行细胞破碎。对其离心,收集上清液。将500μL ALP底物反应液加入上清液中,在水浴温度为37℃的条件下反应30min,为了终止反应,向反应液中加入500μL的浓度为0.1M的NaOH,随后用紫外可见光分度计测定样品在405nm处的分光度值,借助说明书计算ALP。每个时间点的每组骨蜡至少平行测试3次。实验结果如图5所示,实施例1~8的骨蜡中的细胞的ALP活性随着孵育时间的延长而呈现出增加的趋势,结果表明,实施例1~8的骨蜡有利于成骨的分化。
综上所述,本发明的可吸收骨蜡具有良好的生物相容性和凝血效果,能够加速伤口的愈合,有效促进骨组织的生长。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,其特征在于,包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物10%~30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物50%~65%、掺锶羟基磷灰石2.5%~20%和微晶纤维素2%~20%。
2.根据权利要求1所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,其特征在于,包括以下质量百分数的组分:聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物30%、聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物65%、掺锶羟基磷灰石2.5%和微晶纤维素2.5%。
3.根据权利要求1或2所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,其特征在于,所述聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物的分子量为4400~14600;所述聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物的分子量为2500~12000。
4.根据权利要求1或2所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,其特征在于,所述掺锶羟基磷灰石中Sr/(Sr+Ca)的摩尔比为10%~50%。
5.根据权利要求4所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,其特征在于,所述掺锶羟基磷灰石为纳米掺锶羟基磷灰石,所述纳米掺锶羟基磷灰石采用共沉淀法制备得到。
6.根据权利要求1或2所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡,其特征在于,所述微晶纤维素为纳米微晶纤维素。
7.根据权利要求1~6任一项所述的具有促进骨修复功能的可吸收骨蜡的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧丙烯聚氧乙烯无规共聚物混合,在机械搅拌的条件下加热至60℃~100℃,使混合物呈现为液体状并混合均匀;
(2)在保持机械搅拌和加热的条件下,在步骤(1)中混合均匀的液体混合物中加入微晶纤维素和掺锶羟基磷灰石,并搅拌混合均匀;
(3)将混合均匀后的混合物置于模具或者分装瓶中,常温下放置2h固化成型;
(4)将固化成型后的产品包装,密封,经高压或γ射线灭菌消毒后,得到所述可吸收骨蜡。
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Application publication date: 20190104

Assignee: Guangzhou Hongxiang Biomedical Technology Co.,Ltd.

Assignor: Guangzhou bioscience Co.,Ltd.|GUANGZHOU CHUANGSEED BIOMATERIALS CO.,LTD.

Contract record no.: X2019440000054

Denomination of invention: Absorbable bone wax having function of promoting bone repair and preparation method

Granted publication date: 20190830

License type: Common License

Record date: 20191217

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Denomination of invention: The invention relates to an absorbable bone wax with the function of promoting bone repair and a preparation method thereof

Effective date of registration: 20210407

Granted publication date: 20190830

Pledgee: Zhongda sub branch of Bank of Guangzhou Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGZHOU CHUANGSEED BIOMATERIALS Co.,Ltd.|Guangzhou bioscience Co.,Ltd.

Registration number: Y2021440000120

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Date of cancellation: 20220713

Granted publication date: 20190830

Pledgee: Zhongda sub branch of Bank of Guangzhou Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGZHOU CHUANGSEED BIOMATERIALS CO.,LTD.|Guangzhou bioscience Co.,Ltd.

Registration number: Y2021440000120

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Denomination of invention: An absorbable bone wax with bone repair promoting function and its preparation method

Effective date of registration: 20220713

Granted publication date: 20190830

Pledgee: Zhongda sub branch of Bank of Guangzhou Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGZHOU CHUANGSEED BIOMATERIALS CO.,LTD.|Guangzhou bioscience Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980010456

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