CN110639067A - 用于加工微型骨固位钉的复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于加工微型骨固位钉的复合材料及其制备方法，该材料是将生物活性无机材料和沸石咪唑脂结构材料ZIF‑8加入到具有生物活性的结合材料的溶液中，于pH8‑10且室温下搅拌，使具有生物活性的结合材料在聚合时将ZIF‑8包覆在生物活性无机材料上，然后加入骨支架基质材料在高速共混机中使其分散均匀、密炼共混造粒即得。本发明复合材料中因含有骨支架基质材料、生物活性无机材料和沸石咪唑脂结构材料ZIF‑8，一方面可增强骨支架基质材料基体，又可延缓材料的早期降解，提高材料引导机体自身的成骨能力和生物相容性，另一方面还可赋予骨支架基质材料的诱导性和抗菌性，且制备方法简单，成本低，便于推广应用。

Description

用于加工微型骨固位钉的复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于加工骨固位钉材料及其制备技术领域，具体涉及一种用于加工微型骨固位钉的复合材料及其制备方法。
背景技术
骨质疏松等增龄性病变是骨折的主要原因之一，全球每3秒就会有一次骨质疏松性骨折的发生。在骨修复中，微型骨固位钉是一种十分重要及精细的固定器械，其尺寸小(一维尺寸小于100μm)，重量轻(一般不超过100mg)，精度高，难以通过传统加工方法进行规模化制备。因此，针对脊柱、颌骨、肋骨等微小部位的骨折，微型骨固位钉的加工精度、力学强度和生物性能是治疗能否成功的重点及难点。
传统的骨固位钉多采用合金或陶瓷材料，表面生物活性不高，不仅缺乏骨诱导性，且需通过二期手术取出，增加患者痛苦，同时手术遗留的骨内空洞也具有潜在的骨折风险。而可吸收高分子材料为主体的骨固位钉虽具有可降解性，不需二期手术取出，但遗憾的是力学强度均欠佳，只有40～60MPa，通常只能用在受肌肉牵拉力较小的骨折部位。又如日本的“GRANDFIX”骨固位钉的化学成分为PLA，其虽具有生物相容性高和无毒副作用等优点，但其由于无具有骨诱导性能的材料，所以导致其无骨诱导性能。因此，亟待研究一种高强度且同时具备适宜可降解性和骨诱导性的微型骨固位钉材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，首先提供一种用于加工微型骨固位钉的复合材料。
本发明的另一目的是提供一种制备上述用于加工微型骨固位钉复合材料的方法。
本发明提供的用于加工微型骨固位钉的复合材料，按重量份计，该复合材料含有以下组分：
骨支架基质材料90～97份
生物活性无机材料1～7份
具有生物活性的结合材料0.01～3份
沸石咪唑脂结构材料ZIF-80.5～4份，
且用该复合材料加工的微型骨固位钉的拉伸强度为73～90MPa，机械固位力良好，通过CellCouting Kit-8(CCK-8)细胞增殖实验显示其具有较优良的生物相容性，荧光显微镜观察固位钉表面细胞的初期黏附形态正常，该骨钉表面接种大鼠间充质细胞后，于7天时成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.35～1.23μM/μg，于14天时成骨后期标志物骨钙蛋白(OCN)的分泌浓度为99.3～238.0pg/mL。
以上复合材料中所含的骨支架基质材料优选93～95份；所含的具有生物活性的结合材料优选0.1～1份；所含的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8优选2～3份；所含的生物活性无机材料为4-5份。
以上复合材料中所含的骨支架基质材料为聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸脂(PHB)中的至少一种。
以上复合材料中所含的生物活性无机材料为羟基磷灰石或β-磷酸三钙。
以上复合材料中所含的具有生物活性的结合材料为盐酸多巴胺或柠檬酸。
以上复合材料中所含的生物活性无机材料的粒径为10-50微米；所含的沸石咪唑脂结构材料(ZIF-8)粒径为100-500nm，优选200-300nm。
本发明提供的一种上述用于加工微型骨固位钉的复合材料的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：
(1)将4～5份生物活性无机材料和0.5～4份沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到0.01～3份具有生物活性的结合材料的溶液中，并调节pH至8.4-8.5之间，室温下搅拌至少4小时，使具有生物活性的结合材料在聚合时将ZIF-8包覆在生物活性无机材料上；
(2)先将步骤(1)制备的材料加入到高速共混机中，然后再加入90～97份骨支架基质材料，使其分散均匀，最后于170-200℃下进行密炼共混造粒即得复合材料。
以上物料的份数均为重量份。
上述方法中所述的骨支架基质材料优选93～95份；所述的具有生物活性的结合材料优选0.1～1份；所述的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8优选2～3份；所述的生物活性无机材料为4-5份。
上述方法中所述的骨支架基质材料为聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸脂(PHB)中的至少一种。
上述方法中所述的生物活性无机材料为羟基磷灰石或β-磷酸三钙。
上述方法中所述的具有生物活性的结合材料为盐酸多巴胺或柠檬酸。
上述方法中所述的生物活性无机材料的粒径为10-50微米；所述的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8粒径为100-500nm，优选200-300nm。
上述方法中所述的室温搅拌时间为4-8小时。
当要采用以上方法制备的复合材料来加工微型骨固位钉时，只需将该复合材料在100-600bar的压力下，于160-210℃下通过微型注塑机即可制成微型的骨固位钉。
上述方法中微型注塑的加工温度优选为170～200℃；微型注塑的压力优选为200～400bar。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
(1)由于本发明提供的用于加工微型骨固位钉的复合材料中不仅含有骨支架基质材料，还含有生物活性无机材料，因而可发挥两者的优点，使之能在增强骨支架基质材料基体的同时又可延缓材料的早期降解，以提高材料引导机体自身的成骨能力和提高生物相容性。
(2)由于本发明提供的用于加工微型骨固位钉的复合材料中还含有沸石咪唑脂结构材料ZIF-8，而ZIF-8会缓慢降解释放Zn2+并提供磷灰石成核位点，因而可赋予骨支架基质材料的诱导性和抗菌性，为MOFs材料在骨组织工程领域的发展奠定了实验基础。为新型骨修复手术提供物质基础
(3)由于本发明提供的制备用于加工微型骨固位钉的复合材料的方法只是采用了常规的高速共混机和密炼机就可制备分散均匀、加工性能优异的ZIF-8/PLGA-HA功能复合材料，为利用微型注塑成型机的常规加工技术制备性能优异的微小骨固位钉奠定了良好的基础，因而制备方法简单，成本低，便于推广应用。
附图说明
图1为用本发明提供的复合材料制备的微型骨固位钉和分布在骨支架基质材料中的包覆结构示意图。
图2为用本发明提供的复合材料制备的微型骨固位钉剖面的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图3为用本发明提供的复合材料制备的微型骨固位钉表面成骨细胞初期即4h和24h粘附结果的荧光照片。图中可见细胞骨架即鬼笔环肽-FITC和细胞核DAPI，说明成骨细胞从初期4h时即开始黏附于固位钉表面，至24h时细胞形态及细胞骨架伸展状态良好，提示固位钉对成骨细胞的初期黏附性较好。
图4为用本发明提供的复合材料制备的微型骨固位钉表面成骨细胞粘附14天时茜素红染色照片。从图中可见红色细胞外基质矿化结节，说明固位钉表面成骨细胞于14天时细胞外基质中形成钙沉积，具有良好的成骨矿化性能。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明进行具体描述。有必要指出的是以下实施例只用于对本发明进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进与调整。
值得说明的是，(1)以下实施例和对比例中的物料份数均为重量份。(2)以下实施例和对比例所制备的微型骨固位钉的拉伸强度是采用GB/T 1040.1-2006的方法测试表征，生物活性参照文献1和2所用成骨相关标志物浓度的测试方法测试表征的：1)Zhou C,Xu A,Wang D,et al.The effects of Sr-incorporated micro/nano rough titanium surfaceon rBMSC migration and osteogenic differentiation for rapid osteointegration[J].Biomaterials science,2018,6(7):1946-1961；2)Li P,Tong Z,Huo L,etal.Antibacterial and biological properties of biofunctionalizednanocomposites on titanium for implant application[J].Journal of biomaterialsapplications,2016,31(2):205-214.。
实施例1
将4.5份的羟基磷灰石和2份的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到0.5份盐酸多巴胺的溶液中搅拌，并调节pH到8.47，室温下继续搅拌6小时，使盐酸多巴胺在聚合时将ZIF-8包覆在羟基磷灰石上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，然后再加入93份的PLGA使其分散均匀，最后于180℃下将该混合料进行密炼共混造粒即得ZIF-8/PLGA/β-磷酸三钙/聚多巴胺的复合材料；将该复合材料在于180℃、300bar的压力下，通过微型注塑机加工成微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.71MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于1天、3天和5天时均不影响细胞的正常增殖；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.93μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为186.5pg/mL。
实施例2
将4.5份的羟基磷灰石和2份的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到0.5份盐酸多巴胺的溶液中搅拌，并调节pH到8.47，室温下继续搅拌6小时，使盐酸多巴胺在聚合时将ZIF-8包覆在羟基磷灰石上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，然后再加入93份的PLA使其分散均匀，最后于180℃下将该混合料进行密炼共混造粒即得复合材料；将该复合材料在于180℃、300bar的压力下，通过微型注塑机加工成微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.56MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.78μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为173.1pg/mL。
实施例3
将4.5份的羟基磷灰石和2份的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到0.5份柠檬酸的溶液中搅拌，并调节pH到8.47，室温下继续搅拌6小时，使柠檬酸在聚合时将ZIF-8包覆在羟基磷灰石上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，然后再加入93份的PLGA使其分散均匀，最后于180℃下将该混合料进行密炼共混造粒即得ZIF-8/PLGA/羟基磷灰石/聚柠檬酸复合材料；将该复合材料在于180℃、300bar的压力下，通过微型注塑机加工成微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.47MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.76μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为173.2pg/mL。
实施例4
将4.5份的羟基磷灰石和2份的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到盐酸多巴胺的溶液中，调节pH到8.47，室温下在器皿中搅拌6小时，使0.5份的盐酸多巴胺在聚合时将ZIF-8包覆在β-磷酸三钙上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，再向其中加入93份的PLGA，然后利用高速共混机制备分散均匀的ZIF-8/PLGA/β-磷酸三钙/聚多巴胺的复合材料，最后在180℃下对该复合材料进行密炼共混造粒；在300bar的压力下，于180℃的加工温度下通过微型注塑制备一种微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.53MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.76μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为173.4pg/mL。
实施例5
本实施例除了PLGA为47份，PCL为46份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为75.13MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.68μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为163.5pg/mL。
实施例6
本实施例除了PLGA为47份，PHB为46份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为75.24MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.69μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为164.1pg/mL。
实施例7
本实施例除了PH为9，搅拌时间为5小时，密炼温度为190℃,其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.56MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.90μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为180.1pg/mL。
实施例8
本实施例除了PH为8，搅拌时间为4小时，密炼温度为200℃,其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.01MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.91μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为181.1pg/mL。
实施例9
本实施例除了PH为10，搅拌时间为7小时，密炼温度为180℃,其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.56MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.90μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为180.1pg/mL。
实施例10
本实施例除了PH为9，搅拌时间为8小时，密炼温度为170℃,其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.24MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.91μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为180.7pg/mL。
实施例11
本实施例除了PH为9.5，搅拌时间为6小时，密炼温度为185℃,其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.12MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.90μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为180.2pg/mL。
实施例12
本实施例除了盐酸多巴胺为0.7份，ZIF-8为2.3份，羟基磷灰石为4份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.23MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.82μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为176.3pg/mL。
实施例13
本实施例除了盐酸多巴胺为0.7份，ZIF-8为2.4份，PLGA为92.4份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.69MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.98μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为190.8pg/mL。
实施例14
本实施例除了盐酸多巴胺为1份，ZIF-8为2.6份，羟基磷灰石为4份，PLGA为92.4份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.25MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为1.05μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为198.4pg/mL。
实施例15
本实施例除了盐酸多巴胺为1份，ZIF-8为2.8份，羟基磷灰石为4份，PLGA为92.2份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.22MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.87μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为183.7pg/mL。
实施例16
本实施例除了盐酸多巴胺为1份，ZIF-8为3份，羟基磷灰石为4份，PLGA为92份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为77.21MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.76μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为179.1pg/mL。
实施例17
本实施例除了盐酸盐酸多巴胺为0.01份，ZIF-8为0.5份，羟基磷灰石为2.49份，PLGA为97份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为76.17MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.42μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为129.3pg/mL。
实施例18
本实施例除了盐酸多巴胺为1份，ZIF-8为4份，羟基磷灰石为5份，PLGA为90份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为83.10MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.38μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为142.9pg/mL。
实施例19
本实施例除了盐酸多巴胺为1份，ZIF-8为1份，羟基磷灰石为1份，PLGA为97份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为72.89MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.68μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为133.0pg/mL。
实施例20
本实施例除了盐酸多巴胺为1份，ZIF-8为2份，羟基磷灰石为7份，PLGA为90份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为89.46MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.75μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为191.6pg/mL。
实施例21
本实施例除了盐酸多巴胺为3份，ZIF-8为2份，羟基磷灰石5份，PLGA为90份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为83.97MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.81μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为170.8pg/mL。
实施例22
本实施例除了ZIF-8为2份，羟基磷灰石为2.5份，PLGA为95份，因其余的与实施例1完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为76.43MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.59μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为128.1pg/mL。
实施例23
将4份的粒径为30微米的羟基磷灰石和2.5份的粒径为200nm的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到盐酸多巴胺的溶液中，调节pH到8.47，室温下在器皿中搅拌6小时，使0.5份的盐酸多巴胺在聚合时将ZIF-8包覆在羟基磷灰石上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，再向其中加入93份的PLGA，然后利用高速共混机制备分散均匀的ZIF-8/PLGA/羟基磷灰石/聚多巴胺的复合材料，最后在180℃下对该复合材料进行密炼共混造粒；在300bar的压力下，于180℃的加工温度下通过微型注塑制备一种微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.22MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为1.21μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为215.3pg/mL。
实施例24
本实施例除了ZIF-8粒径为250nm，羟基磷灰石粒径为25微米，因其余的与实施例23完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.20MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为1.23μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为238.0pg/mL。
实施例25
本实施例除了ZIF-8粒径为300nm，羟基磷灰石粒径为20微米，因其余的与实施例23完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.20MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为1.03μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为205.5pg/mL。
实施例26
本实施例除了ZIF-8粒径为100nm，羟基磷灰石粒径为10微米，，因其余的与实施例23完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.25MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.71μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为178.7pg/mL。
实施例27
本实施例除了ZIF-8粒径为500nm，羟基磷灰石粒径为50微米，因其余的与实施例23完全相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.56MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.69μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为175.1pg/mL。
实施例28
将4份的粒径为30微米的羟基磷灰石和2.5份的粒径为200nm的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到盐酸多巴胺的溶液中，调节pH到8.47，室温下在器皿中搅拌6小时，使0.5份的盐酸多巴胺在聚合时将ZIF-8包覆在羟基磷灰石上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，再向其中加入93份的PLGA，然后利用高速共混机制备分散均匀的ZIF-8/PLGA/羟基磷灰石/聚多巴胺的复合材料，最后在180℃下对该复合材料进行密炼共混造粒；在200bar的压力下，于200℃的加工温度下通过微型注塑制备一种微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为81.56MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.90μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为202.9pg/mL。
实施例29
本实施例除了加工温度为170℃，注射压力为400bar，因其余的与实施例28相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.20MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.77μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为128.5pg/mL。
实施例30
本实施例除了加工温度为180℃，注射压力为300bar，因其余的与实施例28相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.21MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为1.17μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为210.2pg/mL。
实施例31
本实施例除了加工温度为210℃，注射压力为100bar，因其余的与实施例28相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.25MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.65μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为151.3pg/mL。
实施例32
本实施例除了加工温度为160℃，注射压力为600bar，因其余的与实施例28相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.18MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.72μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为148.3pg/mL。
实施例33
本实施例除了加工温度为160℃，注射压力为600bar，因其余的与实施例28相同，故略去不述。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为82.18MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.72μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为148.3pg/mL。
对比例1
将5份的粒径为25微米的羟基磷灰石与95份的PLGA在密炼机中制备出均匀分散的羟基磷灰石/PLGA复合材料，300bar，加工温度为180℃下微型注塑得到微型骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为83.25MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.21μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为99.1pg/mL。
对比例2
将5份的粒径为25微米的羟基磷灰石加入到盐酸多巴胺的溶液中，调节pH到8.47，室温下在器皿中搅拌6小时，使0.5份的盐酸多巴胺包覆在羟基磷灰石上；先将上述步骤制备的材料加入到高速共混机中，再向其中加入94.5份的PLGA，然后利用高速共混机制备分散均匀的PLGA/羟基磷灰石/聚多巴胺的复合材料，最后在180℃下对该复合材料进行密炼共混造粒；在300bar的压力下，于180℃的加工温度下通过微型注塑制备一种微型的骨固位钉。
所得微型骨固位钉的拉伸强度为83.20MPa。在微型骨固位钉表面接种大鼠间充质干细胞(rBMSCs)，并设置只含培养基的空白对照孔，接种相同数量的细胞。经CCK-8细胞增殖实验结果与空白对照孔相比表明，固位钉于第5天时可促进细胞增殖水平；对细胞进行FITC-鬼笔环肽及DAPI染色，分别标记细胞骨架和细胞核，荧光显微镜下观察固位钉表面细胞4h初期黏附状态正常；将细胞培养至第7天时，测定细胞裂解液中的成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.23μM/μg；于14天时，测定细胞分泌的成骨后期标志物骨钙素(OCN)的浓度为101.1pg/mL。

Claims (10)

1.一种用于加工微型骨固位钉的复合材料，其特征在于该复合材料按重量份计含有以下组分：
Figure FDA0002235235540000011
且用该复合材料加工的微型骨固位钉的拉伸强度为73～90MPa，机械固位力良好，通过Cell Couting Kit-8(CCK-8)细胞增殖实验显示其具有较优良的生物相容性，荧光显微镜观察固位钉表面细胞的初期黏附形态正常，该骨钉表面接种大鼠间充质细胞后，于7天时成骨前期标志物碱性磷酸酶(ALP)活性为0.35～1.23μM/μg，于14天时成骨后期标志物骨钙蛋白(OCN)的分泌浓度为99.3～238.0pg/mL。
2.根据权利要求1所述的用于加工微型骨固位钉的复合材料，其特征在于该复合材料中所含的骨支架基质材料为93～95份；所含的具有生物活性的结合材料为0.1～1份；所含的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8为2～3份；所含的生物活性无机材料为4-5份。
3.根据权利要求1或2所述的用于加工微型骨固位钉的复合材料，其特征在于该复合材料中所含的骨支架基质材料为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸、聚己内酯和聚羟基丁酸脂中的至少一种；所含的生物活性无机材料为羟基磷灰石或β-磷酸三钙；所含的具有生物活性的结合材料为盐酸多巴胺或柠檬酸。
4.根据权利要求1或2所述的用于加工微型骨固位钉的复合材料，其特征在于该复合材料中所含的生物活性无机材料羟基磷灰石粒径为10-50微米；β-磷酸三钙粒径为15-55微米；所含的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8粒径为100-500nm。
5.根据权利要求3所述的用于加工微型骨固位钉的复合材料，其特征在于该复合材料中所含的生物活性无机材料的粒径为10-50微米；所含的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8粒径为100-500nm。
6.一种制备权利要求1所述用于加工微型骨固位钉的复合材料的方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：
(1)将1～7份生物活性无机材料和0.5～4份沸石咪唑脂结构材料ZIF-8加入到0.01～3份具有生物活性的结合材料的溶液中，并调节pH至8-10，室温下搅拌至少4小时，使具有生物活性的结合材料在聚合时将ZIF-8包覆在生物活性无机材料上；
(2)先将步骤(1)制备的材料加入到高速共混机中，然后再加入90～97份骨支架基质材料，使其分散均匀，最后于170-200℃下进行密炼共混造粒即得复合材料，
以上物料的份数均为重量份。
7.根据权利要求6所述的制备用于加工微型骨固位钉的复合材料的方法，其特征在于该方法中所述的骨支架基质材料为93～95份；所述的具有生物活性的结合材料为0.1～1份；所述的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8为2～3份；所述的生物活性无机材料为4-5份。
8.根据权利要求6或7所述的制备用于加工微型骨固位钉的复合材料的方法，其特征在于该方法中所述的骨支架基质材料为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸、聚己内酯和聚羟基丁酸脂中的至少一种；所述的生物活性无机材料为羟基磷灰石或β-磷酸三钙；所述的具有生物活性的结合材料为盐酸多巴胺或柠檬酸。
9.根据权利要求6或7所述的制备用于加工微型骨固位钉的复合材料的方法，其特征在于该方法中所述的生物活性无机材料粒径为10-50微米；所述的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8粒径为100-500nm。
10.根据权利要求8所述的制备用于加工微型骨固位钉的复合材料的方法，其特征在于该方法中所述的生物活性无机材料为10-50微米；所述的沸石咪唑脂结构材料ZIF-8粒径为100-500nm。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111265716A (zh) * 2020-02-24 2020-06-12 重庆市人民医院 一种骨材表面原位修饰金属有机框架的方法及其骨修复应用
CN111991614A (zh) * 2020-08-31 2020-11-27 江西理工大学 一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架及其制备方法
CN112843330A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 吉林大学 植入体用复合材料及其制备方法
CN116763983A (zh) * 2023-04-19 2023-09-19 哈尔滨悦之美芳华医疗美容门诊有限公司 一种pva纤维/聚氨基酸/羟基磷灰石骨支撑材料及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1381278A (zh) * 2002-05-20 2002-11-27 东南大学 可吸收的骨折内固定材料及制备方法
US20070224245A1 (en) * 2006-02-08 2007-09-27 Northwestern University Poly (diol co-citrate) hydroxyapatite composite for tissue engineering and orthopaedic fixation devices
CN101209355A (zh) * 2007-12-25 2008-07-02 暨南大学 一种用于骨板、骨钉、骨块的材料的制备方法
CN106310388A (zh) * 2016-11-16 2017-01-11 东华大学 一种可显影的高强度高韧性生物降解骨钉及其制备方法
CN107022899A (zh) * 2017-04-28 2017-08-08 东华大学 金属有机框架/聚合物纳米纤维复合膜材料及其制备方法
CN108355166A (zh) * 2018-05-15 2018-08-03 黄冈师范学院 一种介孔生物活性玻璃/金属有机框架支架材料及制备方法
CN108619511A (zh) * 2018-04-20 2018-10-09 山东大学 一种基于阿糖胞苷小分子前药的金属有机框架载药系统的制备方法和应用
CN109224134A (zh) * 2018-10-17 2019-01-18 四川大学 一种新型引导骨组织再生双层膜及其制备方法
WO2019055656A1 (en) * 2017-09-13 2019-03-21 Northwestern University PHOTOREACTIVE INKS AND THERMOSETTING MATERIALS MANUFACTURED THEREFROM

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1381278A (zh) * 2002-05-20 2002-11-27 东南大学 可吸收的骨折内固定材料及制备方法
US20070224245A1 (en) * 2006-02-08 2007-09-27 Northwestern University Poly (diol co-citrate) hydroxyapatite composite for tissue engineering and orthopaedic fixation devices
CN101209355A (zh) * 2007-12-25 2008-07-02 暨南大学 一种用于骨板、骨钉、骨块的材料的制备方法
CN106310388A (zh) * 2016-11-16 2017-01-11 东华大学 一种可显影的高强度高韧性生物降解骨钉及其制备方法
CN107022899A (zh) * 2017-04-28 2017-08-08 东华大学 金属有机框架/聚合物纳米纤维复合膜材料及其制备方法
WO2019055656A1 (en) * 2017-09-13 2019-03-21 Northwestern University PHOTOREACTIVE INKS AND THERMOSETTING MATERIALS MANUFACTURED THEREFROM
CN108619511A (zh) * 2018-04-20 2018-10-09 山东大学 一种基于阿糖胞苷小分子前药的金属有机框架载药系统的制备方法和应用
CN108355166A (zh) * 2018-05-15 2018-08-03 黄冈师范学院 一种介孔生物活性玻璃/金属有机框架支架材料及制备方法
CN109224134A (zh) * 2018-10-17 2019-01-18 四川大学 一种新型引导骨组织再生双层膜及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KENT A. EVANS等: "Chemically Active, Porous 3D-Printed Thermoplastic Composites", 《 ACS APPL. MATER. INTERFACES 》 *
SOSHI UCHIDA等: "Arthroscopic Fragment Fixation Using Hydroxyapatite/Poly-L-Lactate Acid Thread Pins for Treating Elbow Osteochondritis Dissecans", 《THE AMERICAN JOURNAL OF SPORTS MEDICINE》 *
张鑫等: "多孔钛表面金属有机框架涂层的成骨及抗菌性研究", 《中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第十次全国口腔修复学术大会论文集》 *
邹俊等: "超细β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料的制备与骨折内固定器的加工", 《东南大学学报(医学版)》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111265716A (zh) * 2020-02-24 2020-06-12 重庆市人民医院 一种骨材表面原位修饰金属有机框架的方法及其骨修复应用
CN111991614A (zh) * 2020-08-31 2020-11-27 江西理工大学 一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架及其制备方法
CN111991614B (zh) * 2020-08-31 2022-05-20 江西理工大学 一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架及其制备方法
CN112843330A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 吉林大学 植入体用复合材料及其制备方法
CN116763983A (zh) * 2023-04-19 2023-09-19 哈尔滨悦之美芳华医疗美容门诊有限公司 一种pva纤维/聚氨基酸/羟基磷灰石骨支撑材料及其制备方法
CN116763983B (zh) * 2023-04-19 2024-01-16 哈尔滨悦之美芳华医疗美容门诊有限公司 一种pva纤维/聚氨基酸/羟基磷灰石骨支撑材料及其制备方法

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