CN111228578A - 载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法 - Google Patents

载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111228578A
CN111228578A CN201811336242.2A CN201811336242A CN111228578A CN 111228578 A CN111228578 A CN 111228578A CN 201811336242 A CN201811336242 A CN 201811336242A CN 111228578 A CN111228578 A CN 111228578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silk fibroin
drug
bone repair
hexafluoroisopropanol
fibroin
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
CN201811336242.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王淑君
邬琼
叶田田
刘珺
马翔宇
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.)
Shenyang Pharmaceutical University
Original Assignee
Shenyang Pharmaceutical University
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 Shenyang Pharmaceutical University filed Critical Shenyang Pharmaceutical University
Priority to CN201811336242.2A priority Critical patent/CN111228578A/zh
Publication of CN111228578A publication Critical patent/CN111228578A/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
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04—Macromolecular materials
    • A61L31/043—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof
    • A61L31/047—Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L31/044 - A61L31/046
    • 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
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/148—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
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • 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
    • A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/21—Acids
    • 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
    • A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/216—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials with other specific functional groups, e.g. aldehydes, ketones, phenols, quaternary phosphonium groups
    • 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
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic 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
    • 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
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • A61L2300/406—Antibiotics
    • 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
    • A61L2300/60—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a special physical form
    • A61L2300/602—Type of release, e.g. controlled, sustained, slow
    • A61L2300/604—Biodegradation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法，涉及生物医药材料技术领域，该载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法，提出开发基于丝素蛋白材料的3D打印载药骨修复螺钉，植入后通过丝素蛋白的降解使药物在局部释放，使骨钉在具有基本固定、成骨作用的同时发挥抑制细菌感染的作用。

Description

载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医药材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法。
背景技术
随着现代社会的迅猛发展，行骨缺损修复及骨折内固定的患者数量飞速增加，患者对于安全、有效的植入物和植入性医疗器械提出了更高的要求。骨修复螺钉是常用的内固定器材，在骨缺损修复和功能重建中发挥着不可替代的作用。然而，研究显示，无论是传统金属类材料还是新型可吸收高分子材料制备的骨钉，在对感染或潜在感染创面的骨质固定中，其周围感染发生率始终居高不下。植入物周围感染可导致植入物松动失效，骨折或骨缺损不愈合，严重者可能导致急性或慢性骨髓炎，甚至致残或致死。尽管抗生素的使用已经成为骨科植入手术中降低感染率的常规方法，但全身性使用抗生素可能会导致重要器官(如肾脏和肝脏)的并发症，甚至导致患者死亡。
丝素蛋白是天然蚕丝的提取物，改性后具有优异的机械性能和理化性质；同时具有良好的人体生物相容性和生物可降解性，降解产物为氨基酸和多肽，对人体无毒害作用。又因其来源丰富，容易制备，因而被广泛应用于生物医学材料领域。生物学研究表明：丝素蛋白具有良好的骨诱导活性，能够促进成骨细胞的生长、增殖、分化等生物功能，逐渐成为骨修复螺钉制备的优良候选材料。目前使用丝素蛋白制造骨植入材料的研究主要集中在优化和改善材料的力学和生物相容性，以及优化材料的骨诱导和骨整合性能，方向主要是新型制备方法及对金属材料表面进行包覆修饰。
丝素蛋白可以在不同条件下(如温度、pH值、离子强度、浓度、有机溶剂作用等)发生聚集或组装等行为而呈现多种形态，并通过结合药物，构建出多样化的药物释放体系，从而达到不同的释放要求和治疗效果，因而被广泛应用于药物载体研究。以往丝素蛋白骨钉的制备通常为模具浇筑或块材削减，由于患者骨缺损存在较大个体差异，因此传统的制备方式具有顺应性差等缺陷。随着快速成型技术的发展，3D打印技术在材料制备领域的应用使得材料形状个体化定制和材料结构的精确设计成为可能。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法，所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉具有药物释放时间较长、生物可降解、促进成骨作用、形状个体化等特点，用于解决现有技术中骨钉植入后周围组织易感染的问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的载药丝素蛋白骨修复螺钉，包括形状为骨修复螺钉的载体以及分散在载体内外的药物，所述载体为固态改性丝素蛋白材料基经3D打印而得；所述药物为抗感染类药物，包括β-内酰胺类、大环内脂类、喹诺酮类、林可霉素类、多肽类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、利福霉素类、磷霉素类、肽内脂类等。
本发明还提供了载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备丝素蛋白溶液；
(2)将所述蚕丝蛋白溶液转变为无水丝素蛋白；
(3)将所述无水丝素蛋白溶解于六氟异丙醇中，加入纯水或含药水混悬液获得载药丝素蛋白/六氟异丙醇溶液；
(4)将所述丝素蛋白的六氟异丙醇溶液溶液注入模具中待其自发胶凝得到固态改性丝素蛋白材料基；
(5)通风干燥除掉六氟异丙醇，制成打印用载药丝素蛋白线材；
(6)在3D打印机的喷头处安装步骤五中的载药丝素蛋白线材，控制喷头进行打印。
具体地，所述固态改性丝素蛋白材料基通过如下步骤制备：
(1)白蛋白经过脱胶、溶解、去除离子和杂质、冷冻干燥后得到干态丝素蛋白；
(2)干态丝素蛋白加入六氟异丙醇溶解得到丝素蛋白/六氟异丙醇体系；
(3)将步骤(2)得到的丝素蛋白/六氟异丙醇体系中加入含药水相，待其自发胶凝后干燥得到固态改性丝素蛋白材料基。
其中，固态改性丝素蛋白材料基制备过程中，步骤(1)包括如下步骤：
将蚕茧多次煮沸脱胶后干燥，将干燥后的脱胶丝素加入到三元溶液CaCl2·CH3CH2OH·H2O或溴化锂溶液中，保温一段时间，使丝素完全溶解，得到丝素混合溶液，将所述蚕丝素混合溶液装入透析袋中，置于超纯水中透析，中间持续更换介质，除去离子；冷冻干燥将所述蚕丝蛋白溶液转变为干态丝素蛋白；
步骤(2)中每1g丝素蛋白加入1-100ml六氟异丙醇，可根据所需制备骨钉的强度和药物降解时长控制用量。
步骤(3)中可根据所需抑制的疾病种类、药物的理化性质、患者的顺应性等方面进行药物种类的选择，所述的含药水相为含药水溶液、含药水混悬液、原料药粉末或制备好的制剂(不是含药水相)中的一种或几种，药物在水中的浓度为0.1％-99％。
步骤(3)中固态改性丝素蛋白，由干态丝素蛋白通过六氟异丙醇溶液诱导胶凝改性方式制得。
进一步地，为增加改性丝素蛋白的力学强度、延长体内降解时间，可在制备成丝素蛋白材料基后增加甲醇浸泡、高温干燥等步骤。
进一步地，载药丝素蛋白骨修复螺钉通过如下方法制备：
(1)固态改性丝素蛋白材料基放置于通风橱内干燥，除去六氟异丙醇，制备成适用于3D打印的线材；
(2)根据患者自身的CT三维图像，将上述线材打印成适合患者的载药丝素蛋白骨钉。
其中，步骤(1)中的干燥方式通常为通风橱内常温干燥或辅热干燥。
具体的，所述骨修复螺钉主体中丝素蛋白的浓度为1-99％。
优选的，所述骨修复螺钉主体中丝素蛋白的浓度为1-50％。
具体地，本发明提供一种上述丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，包括以下步骤：
(1)采集患者的CT图像数据，在三维图像软件中分析和设计出针对该患者的个体化的植入物材料外形；
(2)将蚕茧多次煮沸脱胶后干燥，将干燥后的脱胶丝素加入到三元溶液CaCl2·CH3CH2OH·H2O或溴化锂溶液中，保温一段时间，使丝素完全溶解，得到丝素混合溶液，将所述蚕丝素混合溶液装入透析袋中，置于超纯水中透析，中间持续更换介质，除去离子；
(2)利用冷冻干燥技术将所述蚕丝蛋白溶液转变为干态丝素蛋白；
(3)将所述无水丝素蛋白溶解于六氟异丙醇中，随后加入一定量的水溶液、含药水溶液、含药水混悬液、原料药粉末或制备好的制剂的其中一种或几种，获得载药丝素蛋白/六氟异丙醇溶液；
(4)待(3)中所述载药丝素蛋白/六氟异丙醇溶液自发胶凝；
(5)通风干燥除掉六氟异丙醇，制成打印用载药丝素蛋白线材；
(6)将步骤(1)中所得三维图像文件导入热熔堆积固化式3D打印机，在3D打印机的喷头处安装步骤(5)中的载药丝素蛋白线材，控制喷头进行打印。制得个性化的载药丝素蛋白骨修复螺钉。
有益效果：
1、丝素蛋白是一种人体亲和性好、无免疫排斥反应的生物材料，在人体组织具有良好的兼容性，对人体无毒害作用。通过控制丝素蛋白材料基的制备参数和载药方式，可以控制丝素蛋白骨修复螺钉的力学性能、材料结构以及释药速率，可长期有效控制植入物周围组织感染，从而为改材料—骨界面的骨再生，促进骨与材料更好的整合，为降低骨内植物的感染率、松动率以及抗生素全身给药的毒副作用提供了针对性的有效解决方案。
2、丝素蛋白可缓慢降解，其本身及其降解产生的多种肽段和氨基酸可作用于参与骨修复的细胞，促进孔隙内的骨新生，最终促进植入物与骨的良好整合。
3、本发明基于丝素蛋白材料的载药骨修复螺钉，植入后通过丝素蛋白的降解使药物在局部释放，使骨钉在具有基本固定、成骨作用的同时发挥抑制细菌感染的作用。在处理开放性骨折或骨缺损创面时，此种骨钉能在一期加速骨性结合的同时降低感染风险，同时大大减小由全身使用大剂量抗生素带来的严重不良反应，不仅对于医用植入材料的改进有重要的意义，也将解决目前临床上的迫切需求。
4、可以采集患者的CT图像数据，在三维图像软件中设计出个体化定制的植入物的外形和内部孔隙结构，控制3D打印机参数，制备个体化载药骨钉。
附图说明
图1为实施例1中由3D打印而成的载姜黄素的丝素蛋白骨修复螺钉示意图。
图2为实施例1中最终制备的材料的扫描电镜照片，显示了具有不规则多孔结构的载药丝素蛋白基材料。
图3为实施例1中3D打印而成的载姜黄素的丝素蛋白骨钉的体外释放曲线。
图4为实施例2制备而成的丝素蛋白骨填充凝胶。
图5为实施例2中丝素蛋白凝胶植入后的局部生物相容性病理切片。
具体实施方式
下面详细说明本发明一种载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法的优选实施方式。
实施例1一种3D打印载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备(1)采集患者的CT图像数据，在三维图像软件中分析和设计出针对该患者的个体化的植入物材料外形和内部孔隙结构。其中，杆件宽度为10～1000μm，孔隙直径为0.1-100μm，以正方体结构单位填充并扩展该图像，得到目标植入物的三维图像，将该三维图像文件导入3D打印机；
(2)称取10g去蚕蛹后的蚕茧放入0.5％(w/w)的Na2CO3溶液中煮沸3次，每次30min，浴比为l：50。脱胶后趁热用蒸馏水洗涤干净杂物和角质。70℃烘干，即得纯丝素蛋白纤维，保存备用。将干燥后纯丝素蛋白纤维溶于80℃的CaCl2：C2H5OH：H2O(摩尔比为1:2:8)三元混合溶剂中，浴比为1：15，40min后丝素蛋白纤维完全溶解，得到丝素蛋白混合溶液；
(3)将(2)中所述丝素蛋白混合溶液装入透析袋中，置于2L烧杯中透析三天，加入1.5L超纯水为透析介质透析，期间每3小时更换一次透析介质，以除去溶液中的金属离子，得到丝素蛋白水溶液；
(4)将得到的丝素蛋白溶液置于-80℃冰箱中预冻12小时后，置于冷冻干燥机中，经程序升温设定后，冷冻干燥48h得到无水丝素蛋白；(5)将所述无水丝素蛋白溶解于六氟异丙醇中进行改性(1：5W/V)，并加入姜黄素水混悬液5ml(含姜黄素100mg)获得载药丝素蛋白/六氟异丙醇溶液；
(6)将(5)所述载药丝素蛋白的六氟异丙醇溶液溶液静置，待其自发胶凝，得到载药丝素蛋白基材料；
(7)胶凝固化后，将(6)中所述载药丝素蛋白基材料置于通风厨内40℃辅热干燥除掉六氟异丙醇，制成打印用载药丝素蛋白线材；
(8)在3D打印机的喷头处安装步骤五中的载药丝素蛋白线材，控制喷头进行打印。
实施例2一种丝素蛋白骨填充凝胶的制备
(1)称取6g去蚕蛹后的蚕茧放入0.5％(w/w)的Na2CO3溶液中煮沸3次，每次30min，浴比为l：50。脱胶后趁热用蒸馏水洗涤干净杂物和角质。60℃烘干，即得纯丝素蛋白纤维，保存备用。将干燥后纯丝素蛋白纤维溶于80℃的CaCl2：C2H5OH：H2O(摩尔比为1:2:8)三元混合溶剂中，浴比为1：15，40min后丝素蛋白纤维完全溶解，得到丝素蛋白溶液；
(2)将(1)中所述丝素蛋白混合溶液装入透析袋中，置于2L烧杯中透析三天，加入1.5L超纯水为透析介质透析，期间每3小时更换一次透析介质，以除去溶液中的金属离子，得到丝素蛋白水溶液；
(3)将(2)中所述丝素蛋白水溶液进行浓缩，得到浓度为6％的丝素蛋白溶液；
(4)向(3)中所得丝素蛋白溶液中加入六氟异丙醇(1：2V/V)和阿司匹林水混悬液，待其自发形成凝胶，形成载阿司匹林的丝素蛋白凝胶，如图所示。
实施例3：丝素蛋白植入材料对成骨细胞形态的效果提升。
本实施例给出实施例2中所制备的丝素蛋白植入材料相比于合金材料对成骨细胞生长形态及效果的促进作用。
实验方法：将成骨细胞与普通高分子聚合物材料或丝素蛋白植入材料分别培养8周(①成骨细胞+合金植入材料；②成骨细胞+丝素蛋白植入材料)，之后使用SEM观察成骨细胞在材料上的粘附形态。
结果：合金材料组视野中，细胞分布稀疏并且形态萎缩。在丝素蛋白条件下，成层的细胞附着于材料，与邻近的细胞连成一片，覆盖了材料起伏的表面。细胞伸展出大量的伪足，呈现出巨噬细胞状的形态。成骨细胞聚集成团，粘附于丝素蛋白表面。这种细胞行为被认为在某种程度上模仿了自然状态下的骨生成过程，并且更利于其成骨分化。团状生长的细胞呈丰满的长梭状，并可见大量伪足伸出。上述结果表明，丝素蛋白有利于成骨细胞的粘附和细胞形态。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及实施方式内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种包括形状为骨修复螺钉的载体以及分散在载体内外的药物，所述载体为固态改性丝素蛋白材料基经3D打印而得；所述药物为抗感染类药物。
2.如权利要求1所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉，其特征在于，所述的抗感染类药物包括β-内酰胺类、大环内脂类、喹诺酮类、林可霉素类、多肽类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、利福霉素类、磷霉素类、肽内脂。
3.根据权利要求1所述的一种载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
(1)制备丝素蛋白溶液；
(2)将所述蚕丝蛋白溶液转变为无水丝素蛋白；
(3)将所述无水丝素蛋白溶解于六氟异丙醇中，加入纯水或含药水混悬液获得载药丝素蛋白/六氟异丙醇溶液；
(4)将所述丝素蛋白的六氟异丙醇溶液溶液注入模具中待其自发胶凝得到固态改性丝素蛋白材料基；
(5)通风干燥除掉六氟异丙醇，制成打印用载药丝素蛋白线材；
(6)在3D打印机的喷头处安装步骤五中的载药丝素蛋白线材，控制喷头进行打印。
4.根据权利要求3所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，所述固态改性丝素蛋白材料基通过如下步骤制备：
(1)白蛋白经过脱胶、溶解、去除离子和杂质、冷冻干燥后得到干态丝素蛋白；
(2)干态丝素蛋白加入六氟异丙醇溶解得到丝素蛋白/六氟异丙醇体系；
(3)将步骤(2)得到的丝素蛋白/六氟异丙醇体系中加入含药水相，待其自发胶凝后干燥得到固态改性丝素蛋白材料基。
5.根据权利要求3所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的纯水或含药水混悬液可替换为原料药粉末、含药的水溶液、已制备好的药物制剂中的任意一种或几种。
6.根据权利要求3所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)包括如下步骤：首先采集患者CT图像数据，在三维图像软件中设计出个体化定制的植入物的外形；以正方体或正十二面体结构单位填充和扩展图像，得到目标植入物的三维图像，将该三维图像文件导入热熔3D打印机，制得个性化的载药丝素蛋白骨修复螺钉。
7.根据权利要求3所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的干燥方式通常为通风橱内常温干燥或辅热干燥。
8.根据权利要求3所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，所述骨修复螺钉主体中丝素蛋白的浓度为1-99％。
9.根据权利要求3所述的载药丝素蛋白骨修复螺钉的制备方法，其特征在于，所述骨修复螺钉主体中丝素蛋白的浓度为1-50％。
CN201811336242.2A 2018-11-09 2018-11-09 载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法 Pending CN111228578A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811336242.2A CN111228578A (zh) 2018-11-09 2018-11-09 载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811336242.2A CN111228578A (zh) 2018-11-09 2018-11-09 载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111228578A true CN111228578A (zh) 2020-06-05

Family

ID=70877374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811336242.2A Pending CN111228578A (zh) 2018-11-09 2018-11-09 载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111228578A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114404674A (zh) * 2022-01-24 2022-04-29 点云生物(杭州)有限公司 一种生物相容性良好的可降解界面螺钉及其制备方法
CN114832165A (zh) * 2022-05-18 2022-08-02 中国人民解放军空军军医大学 一种骨科用螺钉及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050260706A1 (en) * 2002-06-24 2005-11-24 Tufts University Silk biomaterials and methods of use thereof
CN102133432A (zh) * 2011-03-01 2011-07-27 浙江经贸职业技术学院 一种丝素蛋白微孔支架的制备方法
CN106243376A (zh) * 2016-08-19 2016-12-21 苏州大学 一种丝素蛋白纳米纤维多孔支架及其制备方法
CN106701656A (zh) * 2015-07-27 2017-05-24 天津卫凯生物工程有限公司 一种用于细胞培养的复合支架及其制备方法
CN107041972A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 上海沐研斯生物科技有限公司 一种蚕丝蛋白骨钉及其制备方法
CN108653828A (zh) * 2017-03-29 2018-10-16 沈阳药科大学 一种抗肿瘤管腔内支架覆膜及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050260706A1 (en) * 2002-06-24 2005-11-24 Tufts University Silk biomaterials and methods of use thereof
CN102133432A (zh) * 2011-03-01 2011-07-27 浙江经贸职业技术学院 一种丝素蛋白微孔支架的制备方法
CN106701656A (zh) * 2015-07-27 2017-05-24 天津卫凯生物工程有限公司 一种用于细胞培养的复合支架及其制备方法
CN107041972A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 上海沐研斯生物科技有限公司 一种蚕丝蛋白骨钉及其制备方法
CN106243376A (zh) * 2016-08-19 2016-12-21 苏州大学 一种丝素蛋白纳米纤维多孔支架及其制备方法
CN108653828A (zh) * 2017-03-29 2018-10-16 沈阳药科大学 一种抗肿瘤管腔内支架覆膜及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王敏等: "杨梅素固体分散体的制备以及体外溶出试验", 《实用药物与临床》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114404674A (zh) * 2022-01-24 2022-04-29 点云生物(杭州)有限公司 一种生物相容性良好的可降解界面螺钉及其制备方法
CN114404674B (zh) * 2022-01-24 2023-02-28 点云生物(杭州)有限公司 一种生物相容性良好的可降解界面螺钉及其制备方法
CN114832165A (zh) * 2022-05-18 2022-08-02 中国人民解放军空军军医大学 一种骨科用螺钉及其制备方法
CN114832165B (zh) * 2022-05-18 2023-09-01 中国人民解放军空军军医大学 一种骨科用螺钉及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11642849B2 (en) In vivo live 3D printing of regenerative bone healing scaffolds for rapid fracture healing
CN101474430B (zh) 一种生物活性组织再生膜及其制备方法
Sowmya et al. Role of nanostructured biopolymers and bioceramics in enamel, dentin and periodontal tissue regeneration
CN101141987B (zh) 医用材料、人工牙根及医疗材料的制造方法
CN106492283B (zh) 一种矿化引导组织再生膜及其制备方法和应用
CN104474589A (zh) 一种引导组织再生膜及其制备方法与应用
Aurer et al. Membranes for periodontal regeneration
KR20080084808A (ko) ｒｈＰＤＧＦ-ＢＢ 및 생체적합성 매트릭스를 사용하는상악안면골 보강
Zhang et al. 3D-printed pre-tapped-hole scaffolds facilitate one-step surgery of predictable alveolar bone augmentation and simultaneous dental implantation
CN108273131A (zh) 一种复合骨水泥、制备方法及其应用和一种骨修复材料
CN111317860A (zh) 一种覆膜生物陶瓷人工骨及制备方法
CN114504407A (zh) 一种3d打印含生长因子的颅骨修复钛网及其制备方法
CN106310368B (zh) 用于肋骨结构特征缺损的修复材料及制备方法和制造模具
CN111150882A (zh) 银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架及其制备方法与应用
CN114504677A (zh) 一种3d打印颅骨修复钛网及其制备方法
CN111228578A (zh) 载药丝素蛋白骨修复螺钉及其制备方法
CN106620872A (zh) 工程骨支架的配方以及制备方法
TW201536299A (zh) 富含血小板及／或生長因子且含有膠凝蛋白之血液組成物之調配物、及其製造方法
Cahaya et al. Perkembangan terkini membran guided tissue regeneration/guided bone regeneration sebagai terapi regenerasi jaringan periodontal
CN105327394A (zh) 一种矿化胶原基生物牙根支架材料及其制备方法
JP2007151680A (ja) スカフォールド材料
Ayari The use of periodontal membranes in the field of periodontology: spotlight on collagen membranes.
WO2017101021A1 (zh) 一种改良的骨修复材料
Sheikh et al. Bone grafting
Asa’ad et al. Scaffolds for periodontal tissue engineering

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