CN110694117A - 一种完全可降解骨修复材料及其制备方法 - Google Patents

一种完全可降解骨修复材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110694117A
CN110694117A CN201810748523.2A CN201810748523A CN110694117A CN 110694117 A CN110694117 A CN 110694117A CN 201810748523 A CN201810748523 A CN 201810748523A CN 110694117 A CN110694117 A CN 110694117A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
black phosphorus
degradable
nano multi
repair material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810748523.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张立群
万鹏博
郑静
宫敏
池骋
谢纹奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201810748523.2A priority Critical patent/CN110694117A/zh
Publication of CN110694117A publication Critical patent/CN110694117A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02—Inorganic materials
    • A61L27/12—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/20—Polysaccharides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/222—Gelatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/227—Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/112—Phosphorus-containing compounds, e.g. phosphates, phosphonates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明涉及一种完全可降解骨修复材料及其制备方法，属于生物材料领域。修复材料以具有生物相容性的可降解脂肪族聚酯及天然可降解聚合物为主要原材料并加入可完全生物降解且促成骨的黑磷纳米多片层，采用静电纺丝、溶液浇注或者3D打印方法制备骨修复材料。本发明材料具有优异的完全可降解性，可以促进骨缺损修复，不必二次手术，解决了骨修复材料在体内降解不充分不完全的问题。

Description

一种完全可降解骨修复材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料领域，具体涉及一种以可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物所形成的纤维作为主要基体材料并加入促成骨的黑磷的纳米多片层的骨修复材料及其制备方法。
背景技术
因肿瘤、结核、外伤和代谢性骨病等原因造成的骨缺损的修复，一直是外科领域的难题之一。目前常用的自体骨移植、异体骨移植以及非组织修补术等方法在不同程度上存在一些问题。如自体骨来源极为有限，不能用于修复大面积骨缺损；异体骨存在免疫排斥反应，且可能造成病原体感染(例如HIV病毒、肝炎病毒感染等)；非组织修补术通常用于关节替代手术，不能跟周围的组织整合进而形成感染的病灶。对于骨缺损或者组织缺损，理想的解决办法就是要克服以上三方面的问题。生物材料领域为解决这一问题提供了潜在的选择。
作为一个理想的骨修复支架材料，需要满足以下六个方面的要求：
(1)良好的生物相容性，除满足生物医用材料的一般要求如无毒、不致畸等之外，还要利于种子细胞粘附、增殖；
(2)良好的生物降解性，能够为新组织的长入提供空间并逐渐被新组织取代，降解产物不引起炎症反应；
(3)一定的机械强度，能承受手术操作过程以及骨生长过程中的应力；
(4)具有三维立体多孔结构，有利于细胞粘附增长，且为新组织的生成运输营养物质和废物；
(5)骨诱导性和骨传导性；
(6)易消毒性。
因此，研究一种既可促进骨修复又能在体内完全可降解的生物材料是十分重要的。
发明内容
黑磷是一种二维纳米材料，具有类石墨的片层结构。黑磷在外观、性能和结构上都很像石墨，呈现黑色、片状，并能导电，链接原子呈褶皱的片状。在层状黑磷结构中的声子、光子和电子表现出高度的各向异性，在电子薄膜和红外线光电子技术上有重大潜在应用价值。
黑磷相较于其他骨修复材料的优点是完全可生物降解。常用的骨修复材料如碳纳米管，在体内降解不充分不完全，残留的碳纳米管可能会刺穿血管；常用的骨修复材料如磷酸钙骨水泥，其具有水硬性，能在植入后迅速自固化，一旦硬化，即形成具有不规则微孔的致密材料，降解缓慢；常用的骨修复材料如传统生物陶瓷，也存在降解不完全的问题。而黑磷的纳米多片层上具有丰富的磷原子，遇水后降解成磷酸根离子能与骨骼中的钙离子结合形成磷酸钙，从而促成骨的修复。另外，黑磷还具有良好的生物相容性，降解形成磷酸钙后能与周围骨组织紧密结合。
二维黑磷对氧气、水和光非常敏感，在自然环境中极易降解。经剥离分散的黑磷的纳米多片层暴露在空气和水中时容易被氧化，本发明设计将促成骨的黑磷的纳米多片层通过共混方式加入到基体中，能够避免黑磷在体内生理环境中被氧化而降解过快。
本发明的目的之一是提供一种完全可降解骨修复材料，以具有生物相容性的可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物作为基体材料，并添加黑磷纳米多片层。
所述修复材料由包含以下组分的原料制备得到，以重量份计：
可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物 100份；
其中可降解脂肪族聚酯为10～90份，优选50～80份；天然可降解聚合物为10～90份，优选20～50份；
黑磷纳米多片层 0.0001～5份，优选0.0001～1份。
所述可降解脂肪族聚酯选自聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-己内酯共聚物、聚乳酸-羟基乙酸-己内酯共聚物、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯及其共聚物、聚-β-羟基丁酸酯中的至少一种。
所述天然可降解聚合物选自Ⅰ型胶原、明胶、壳聚糖、淀粉、纤维素、弹性蛋白、丝素蛋白、甲壳素、木质素、海藻酸、纤维蛋白原中的至少一种。
所述黑磷纳米多片层的横向尺寸为0.01～10μm，纵向尺寸为0.01～10μm，高度为10～1000nm。
所述黑磷纳米多片层通过超声剥离黑磷制备得到。所述超声剥离方法采用本领域常用的工艺方法，优选的，剥离方法包括探头超声和水浴超声，其中探头超声功率为500～1400w，超声时间为2～8h；水浴超声功率为50～200w，超声时间为1～10h。
超声所用设备也均是现有技术中常用设备，比如细胞粉碎机、超声机等。
具体的，制备黑磷纳米多片层的方法可包括下述步骤：
(1)将黑磷加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，放在细胞粉碎机里进行剥离，超声剥离一定时间后得到溶液；
(2)将步骤(1)得到的溶液放置于超声机中继续进行超声分散，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液；
(3)将步骤(2)得到的黑磷的纳米多片层-NMP溶液进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层。
本发明的目的之二是提供一种完全可降解骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将黑磷纳米多片层加入溶剂中，超声分散得到浓度为1～5mg/mL的黑磷纳米多片层饱和溶液；
(2)将可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物溶于有机溶剂中，搅拌得到可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物共混物的质量分数为4％～10％的溶液；
(3)向步骤(2)得到的溶液中加入黑磷纳米多片层饱和溶液，搅拌得到溶液；
(4)将步骤(3)得到的溶液进行静电纺丝、溶液浇注或者3D打印，得到所述完全可降解骨修复材料。
其中，步骤(4)中如采用静电纺丝方法，接收装置的转动速率为100～600rpm，纺丝液流动速率为0.5～10mL/h，电压为7～20kV，接收距离为8～30cm，纺丝时间为0.5～30h，得到的电纺丝纤维膜厚度为50～500μm。
本发明采用单轴静电纺丝的方法制备纳米纤维，但是本发明不限于单轴静电纺丝，溶液浇注、3D打印等制备的材料以及水凝胶等都适用于本发明。
优选的，所述完全可降解骨修复材料的制备方法可包括以下步骤：
(1)将黑磷纳米多片层加入三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到将黑磷纳米多片层饱和溶液；
(2)将可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物溶于有机溶剂中，室温磁力搅拌6～24h，得到可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物共混物的质量分数为4％～10％的溶液；
所述有机溶剂为三氟乙醇、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇等。
(3)向步骤(2)得到的溶液中加入黑磷纳米多片层，室温磁力搅拌6～12h得到溶液；
(4)以步骤(3)得到的溶液作纺丝溶液，进行静电纺丝，得到厚度50～500μm的电纺丝纤维膜；
(5)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置2～7天，包装消毒。
本发明采用制备纳米纤维的简单通用方法即单轴静电纺丝技术，在静电纺丝过程中黑磷纳米多片层被可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物所形成的纤维包覆，避免了被空气和水氧化，不会发生性能变化，可以促进生物活性物质的黏附、增殖和分化。同时，骨修复支架材料在体内的降解程度是影响新组织生长空间的重要原因，通过单轴静电纺丝制备的骨修复材料植入生物体后，随着纳米纤维膜的逐渐降解，被包覆的黑磷裸露在生理环境中遇水降解成磷酸根离子，与钙离子形成磷酸钙从而促进骨再生，并无多余的小分子副产物。
本发明设计的完全可降解骨修复材料可以实现纳米纤维膜在体内的完全可降解，可以促进骨缺损修复，避免了二次手术取内固定物带来的创伤和感染。
附图说明
图1为本发明实施例5的包含黑磷纳米多片层纳米纤维膜的扫描电镜图片。
从图1的扫描电镜图中可以看出纳米纤维直径约为500nm，粗细均匀。
图2为本发明实施例5的包含黑磷纳米多片层纳米纤维膜的透射电镜图片。
图3为本发明实施例5的包含黑磷纳米多片层纳米纤维膜的透射电镜图片。
从图2和图3的透射电镜图可以看出黑磷纳米多片层附着在纳米纤维表面及纤维内部。
图4(a)为本发明实施例5的黑磷纳米多片层的原子力显微镜图片；图4(b)为本发明实施例5的黑磷纳米多片层的高度图。
图4(a)原子力显微镜图中的白色部分为黑磷纳米多片层的二维平面图，三条黑色线段分别标记了三处纳米多片层的尺寸。图4(b)黑磷纳米多片层的高度图中显示，三处黑磷纳米多片层的高度分别为25nm、35nm、40nm，对应的横坐标距离代表纳米多片层的横向尺寸，分别约为250nm、450nm、550nm。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明实施例所用原料均为市售得到，主要原料具体来源如下。
厂家 规格
聚己内酯 ALDRICH 纯度99％
聚乳酸 ALDRICH 纯度99％
明胶 源叶 500g
壳聚糖 阿拉丁 500g
纤维素 sigma 250g
淀粉 adamas 500g
甲壳素 adamas 100g
丝素蛋白 四季生物 纯度98％
海藻酸 源叶 100g
实施例1
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.5mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.08g聚己内酯和0.72g明胶溶于28.2g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚己内酯和明胶共混物质量分数为6％的溶液E；
(6)向E溶液中加入0.72μl含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚己内酯和明胶共混物的质量比为0.0001/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.5mL/h，电压15kV，接收距离18cm，纺丝20h，得到厚度300μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置5天，包装消毒。
实施例2
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷的纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷的纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.0mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.44g聚己内酯和0.96g明胶溶于27.6g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚己内酯和明胶共混物质量分数为8％的溶液E；
(6)向E溶液中加入12μl含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚己内酯和明胶共混物的质量比为0.001/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.0mL/h，电压18kV，接收距离20cm，纺丝25h，得到厚度400μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置5天，包装消毒。
实施例3
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.0mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.8g聚乳酸和1.2g明胶溶于27g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚乳酸和明胶共混物质量分数为10％的溶液E；
(6)向E溶液中加入150μl含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚乳酸和明胶共混物的质量比为0.01/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.7mL/h，电压18kV，接收距离20cm，纺丝30h，得到厚度400μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例4
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.5mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.44g聚己内酯和0.96g壳聚糖溶于27.6g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚己内酯和壳聚糖共混物质量分数为8％的溶液E；
(6)向E溶液中加入960μl含有促成骨的黑磷的纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚己内酯和壳聚糖共混物的质量比为0.1/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.5mL/h，电压15kV，接收距离20cm，纺丝25h，得到厚度400μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例5
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.5mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.08g聚己内酯和0.72g明胶溶于28.2g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚己内酯和明胶共混物质量分数为6％的溶液E；
(6)向E溶液中加入7.2ml含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚己内酯和明胶共混物的质量比为1/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.2mL/h，电压20kV，接收距离20cm，纺丝30h，得到厚度500μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例6
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.5mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.44g聚乳酸和0.96g纤维素溶于27.6g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚乳酸和纤维素共混物质量分数为8％的溶液E；
(6)向E溶液中加入9.6ml含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚乳酸和纤维素共混物的质量比为1/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.5mL/h，电压20kV，接收距离18cm，纺丝30h，得到厚度500μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例7
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.0mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.8g聚己内酯和1.2g淀粉溶于27g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚己内酯和淀粉共混物质量分数为10％的溶液E；
(6)向E溶液中加入1.5ml含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚己内酯和淀粉共混物的质量比为0.1/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.5mL/h，电压15kV，接收距离20cm，纺丝25h，得到厚度400μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例8
(1)取30mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为2.5mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.44g聚乳酸和0.96g甲壳素溶于27.6g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚乳酸和甲壳素共混物质量分数为8％的溶液E；
(6)向E溶液中加入9.6ml含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚乳酸和甲壳素共混物的质量比为1/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.7mL/h，电压18kV，接收距离20cm，纺丝30h，得到厚度500μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例9
(1)取50mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为3.0mg/ml的饱和溶液D；
(5)将0.72g聚乳酸和0.48g丝素蛋白溶于28.8g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚乳酸和丝素蛋白共混物质量分数为4％的溶液E；
(6)向E溶液中加入16ml含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚乳酸和丝素蛋白共混物的质量比为4/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.7mL/h，电压18kV，接收距离20cm，纺丝30h，得到厚度500μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。
实施例10
(1)取60mg黑磷，加入400mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中放在细胞粉碎机里进行剥离，超声功率为800w，超声剥离180min后得到溶液A；
(2)将溶液A放置于超声机中继续进行超声分散，超声功率为200w，超声时间为6h，得到分散均匀的黑磷纳米多片层-NMP溶液B；
(3)将溶液B进行抽滤，NMP回流，得到分散均匀的黑磷纳米多片层C；
(4)取黑磷纳米多片层C放置于三氟乙醇溶剂中，充分超声分散使其溶解以得到其浓度为3.0mg/ml的饱和溶液D；
(5)将1.08g聚己内酯和0.72g海藻酸溶于28.2g三氟乙醇中，室温磁力搅拌24h，得到聚己内酯和海藻酸共混物质量分数为6％的溶液E；
(6)向E溶液中加入18ml含有促成骨的黑磷纳米多片层饱和溶液D，室温磁力搅拌12h，得到含促成骨的黑磷纳米多片层溶液F，溶液F中载有促成骨的黑磷纳米多片层与聚己内酯和海藻酸共混物的质量比为3/100；
(7)以溶液F作纺丝溶液，进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100rpm，纺丝液流动速率为1.7mL/h，电压18kV，接收距离20cm，纺丝30h，得到厚度500μm的电纺丝纤维膜；
(8)静电纺丝结束后，将纺丝膜在通风橱中室温放置7天，包装消毒。

Claims (8)

1.一种完全可降解骨修复材料，其特征在于所述修复材料由包含以下组分的原料制备得到，以重量份计：
可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物100份；其中可降解脂肪族聚酯为10～90份，天然可降解聚合物为10～90份；
黑磷纳米多片层0.0001～5份。
2.根据权利要求1所述的完全可降解骨修复材料，其特征在于所述修复材料由包含以下组分的原料制备得到，以重量份计：
可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物100份；其中可降解脂肪族聚酯为50～80份，天然可降解聚合物为20～50份；
黑磷纳米多片层0.0001～1份。
3.根据权利要求1所述的完全可降解骨修复材料，其特征在于：
所述天然可降解聚合物选自Ⅰ型胶原、明胶、壳聚糖、淀粉、纤维素、弹性蛋白、丝素蛋白、甲壳素、木质素、海藻酸、纤维蛋白原中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的完全可降解骨修复材料，其特征在于：
所述可降解脂肪族聚酯选自聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-己内酯共聚物、聚乳酸-羟基乙酸-己内酯共聚物、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯及其共聚物、聚-β-羟基丁酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的完全可降解骨修复材料，其特征在于：
所述黑磷纳米多片层的横向尺寸为0.01～10μm，纵向尺寸为0.01～10μm，高度为10～1000nm。
6.根据权利要求1所述的完全可降解骨修复材料，其特征在于：
所述黑磷纳米多片层通过超声剥离黑磷制备得到。
7.一种根据权利要求1～6之任一项所述的完全可降解骨修复材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将黑磷纳米多片层加入溶剂中，超声分散得到浓度为1～5mg/mL的黑磷纳米多片层饱和溶液；
(2)将可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物溶于有机溶剂中，搅拌得到可降解脂肪族聚酯和天然可降解聚合物共混物的质量分数为4％～10％的溶液；
(3)向步骤(2)得到的溶液中加入黑磷纳米多片层饱和溶液，搅拌得到溶液；
(4)将步骤(3)得到的溶液进行静电纺丝、溶液浇注或者3D打印，得到所述完全可降解骨修复材料。
8.根据权利要求7所述的完全可降解骨修复材料的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中，采用静电纺丝方法，其中，接收装置的转动速率为100～600rpm，纺丝液流动速率为0.5～10mL/h，电压为7～20kV，接收距离为8～30cm，纺丝时间为0.5～30h，得到的电纺丝纤维膜厚度为50～500μm。
CN201810748523.2A 2018-07-10 2018-07-10 一种完全可降解骨修复材料及其制备方法 Pending CN110694117A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810748523.2A CN110694117A (zh) 2018-07-10 2018-07-10 一种完全可降解骨修复材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810748523.2A CN110694117A (zh) 2018-07-10 2018-07-10 一种完全可降解骨修复材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110694117A true CN110694117A (zh) 2020-01-17

Family

ID=69192974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810748523.2A Pending CN110694117A (zh) 2018-07-10 2018-07-10 一种完全可降解骨修复材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110694117A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111793899A (zh) * 2020-04-30 2020-10-20 杭州医学院 仿生纳米纤维材料及其制备方法与应用
CN112057672A (zh) * 2020-07-14 2020-12-11 广东工业大学 一种pcl-木质素纳米纤维支架材料及其制备方法
CN112494720A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 华中科技大学 一种可用于3d打印的导电可降解多功能骨植入材料及应用
WO2022033035A1 (zh) * 2020-08-11 2022-02-17 广东工业大学 一种二维材料基心脏起搏器连接线及其制备方法
CN114588259A (zh) * 2021-11-04 2022-06-07 上海市第八人民医院 一种改性黑磷材料及其制备方法、应用
CN115006591A (zh) * 2022-06-13 2022-09-06 江西理工大学 一种具有抗菌和骨缺损修复的双功能骨支架的制备方法
CN115068686A (zh) * 2022-05-18 2022-09-20 复旦大学附属中山医院 一种天然来源的黑磷-丝蛋白-纤维素生物支架

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103284815A (zh) * 2013-05-17 2013-09-11 中山大学 纳米复合可降解骨修复材料的三维打印快速成型制备方法
CN106730035A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 北京化工大学 一种包含多载药缓释系统骨修复材料的制备方法
CN108066815A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 深圳先进技术研究院 一种骨植入材料及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103284815A (zh) * 2013-05-17 2013-09-11 中山大学 纳米复合可降解骨修复材料的三维打印快速成型制备方法
CN108066815A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 深圳先进技术研究院 一种骨植入材料及其制备方法和应用
CN106730035A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 北京化工大学 一种包含多载药缓释系统骨修复材料的制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111793899A (zh) * 2020-04-30 2020-10-20 杭州医学院 仿生纳米纤维材料及其制备方法与应用
CN111793899B (zh) * 2020-04-30 2021-06-18 杭州医学院 仿生纳米纤维材料及其制备方法与应用
CN112057672A (zh) * 2020-07-14 2020-12-11 广东工业大学 一种pcl-木质素纳米纤维支架材料及其制备方法
WO2022033035A1 (zh) * 2020-08-11 2022-02-17 广东工业大学 一种二维材料基心脏起搏器连接线及其制备方法
CN112494720A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 华中科技大学 一种可用于3d打印的导电可降解多功能骨植入材料及应用
CN114588259A (zh) * 2021-11-04 2022-06-07 上海市第八人民医院 一种改性黑磷材料及其制备方法、应用
CN114588259B (zh) * 2021-11-04 2023-08-08 上海市第八人民医院 一种改性黑磷材料及其制备方法、应用
CN115068686A (zh) * 2022-05-18 2022-09-20 复旦大学附属中山医院 一种天然来源的黑磷-丝蛋白-纤维素生物支架
CN115006591A (zh) * 2022-06-13 2022-09-06 江西理工大学 一种具有抗菌和骨缺损修复的双功能骨支架的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110694117A (zh) 一种完全可降解骨修复材料及其制备方法
Torgbo et al. Bacterial cellulose-based scaffold materials for bone tissue engineering
Li et al. Synthetic biodegradable aliphatic polyester nanocomposites reinforced with nanohydroxyapatite and/or graphene oxide for bone tissue engineering applications
Dhania et al. Scaffolds the backbone of tissue engineering: Advancements in use of polyhydroxyalkanoates (PHA)
Amiryaghoubi et al. Recent advances in polymeric scaffolds containing carbon nanotube and graphene oxide for cartilage and bone regeneration
Venugopal et al. Biomimetic hydroxyapatite-containing composite nanofibrous substrates for bone tissue engineering
Holmes et al. Electrospun fibrous scaffolds for bone and cartilage tissue generation: recent progress and future developments
Ngiam et al. Fabrication of mineralized polymeric nanofibrous composites for bone graft materials
Li et al. Electrospun fibrous scaffold of hydroxyapatite/poly (ε-caprolactone) for bone regeneration
Ghalia et al. Advanced nanobiomaterials in tissue engineering: Synthesis, properties, and applications
Xia et al. Emerging polymeric biomaterials and manufacturing techniques in regenerative medicine
Mansouri The influence of topography on tissue engineering perspective
Ahmadi et al. Core–shell fibrous membranes of PVDF–Ba0. 9Ca0. 1TiO3/PVA with osteogenic and piezoelectric properties for bone regeneration
Liu Nanocomposites for musculoskeletal tissue regeneration
Javid‐Naderi et al. Synthetic polymers as bone engineering scaffold
Pattanashetti et al. Development of novel 3D scaffolds using BioExtruder by varying the content of hydroxyapatite and silica in PCL matrix for bone tissue engineering
Taghavi et al. Electrospun poly-ε-caprolactone (PCL)/dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) composite scaffold for tissue engineering application
Johari et al. The electrospun poly (ε‐caprolactone)/fluoridated hydroxyapatite nanocomposite for bone tissue engineering
FotouhiArdakani et al. ZnO-incorporated polyvinylidene fluoride/poly (ε-caprolactone) nanocomposite scaffold with controlled release of dexamethasone for bone tissue engineering
CN110585487A (zh) 一种负载离子和几何图案信号的医用骨膜支架及其构建方法
Bai et al. Application of Bioactive Materials for Osteogenic Function in Bone Tissue Engineering
Wang et al. 3D printed polycaprolactone/β-tricalcium phosphate/carbon nanotube composite–Physical properties and biocompatibility
Vijayan et al. Future of nanotechnology in tissue engineering
CN116059449B (zh) 用于治疗骨缺损的双层可降解骨组织工程支架及制备方法
Yousefiasl et al. Bone regeneration

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200117