CN113527528A - 一种硫酸化结冷胶、具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及骨缺损修复技术领域，尤其涉及一种硫酸化结冷胶、具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥及其制备方法和应用。本发明提供了一种硫酸化结冷胶，可以调控巨噬细胞的表型极化，将缺损部位的炎症微环境转变为促成骨微环境，解决人工骨材料在使用过程中产生的无菌性炎症问题。并且，硫酸化结冷胶可以与α‑半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯形成的半水硫酸钙骨水泥合用，硫酸化结冷胶与碳酸锶和葡萄糖酸内酯反应后缓慢释放的Sr2+交联形成凝胶网络，解决半水硫酸钙骨水泥易溃散的问题，促进骨缺损的快速修复。本发明提供了一种抗溃散半水硫酸钙骨水泥，该抗溃散半水硫酸钙骨水泥具有优异的抗炎、促成骨、抗溃散以及可注射性能。
Description
技术领域
本发明涉及骨缺损修复技术领域，尤其涉及一种硫酸化结冷胶、具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥及其制备方法和应用。
背景技术
目前较为常用的治疗骨缺损的方法主要是外科手术，即使用骨的替代物来填充缺损、消灭死腔，以恢复病变处的形态结构、力学强度和解剖功能，包括：天然骨(自体骨、异体骨)移植和人工骨修复。自体骨是治疗正常骨缺损的金标准，由于其来源于患者本身，无免疫原性不需要担心排斥反应，治疗效果较好。但是，由于患者自身骨的强度和密度较小，自体骨会对其产生二次伤害，还有可能使病情加重。异体骨的移植则规避了自体骨所存在的问题，其来源较广，可以来源于人体同时也可来源于动物体内，可以不受骨的数量和形状的限制；但是异体骨也存在着其缺点：具有很强的免疫原性，同时也存在着疾病传播的危险。目前，较为有前景的是人工骨材料，其不存在免疫原性的问题，同时来源较为广泛，数量也较为充足，植入缺损区域后能够逐渐修复或者替代骨组织相应的生理机能，也是目前研究的热点。
目前使用最为广泛的人工骨材料是α-半水硫酸钙(α-CSH)，α-CSH与水调和后可以制成不同的植入物，如硬颗粒或体内硬化的可注射粘性液体。目前世界上生产医用α-CSH的品牌主要有Wright公司的Osteoset(美国)、Encore公司的Stimulan(英国)和Surgiplaster(德国)。目前α-CSH的主要应用有与自体骨复合作为自体骨的增容剂修复大段的骨缺损。但是，α-CSH在临床使用的过程中容易形成无菌性炎症，在缺损部位形成积液。
因此，如何解决人工骨材料在使用过程中产生的无菌性炎症成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种硫酸化结冷胶，该硫酸化结冷胶可以调控巨噬细胞的表型极化，从而将缺损部位的炎症微环境转变为促成骨微环境，解决人工骨材料在使用过程中产生的无菌性炎症问题。并且，针对α-CSH骨水泥在应用的过程中容易溃散、崩解，导致骨缺损的修复效果较差，严重影响了α-CSH的应用范围的问题。硫酸化结冷胶可以与α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯形成的半水硫酸钙骨水泥合用，硫酸化结冷胶与碳酸锶和葡萄糖酸内酯反应后缓慢释放的Sr2+交联形成凝胶网络，从而解决半水硫酸钙骨水泥易溃散的问题，促进骨缺损的快速修复。
本发明的目的之二在于提供一种硫酸化结冷胶的制备方法，该制备方法原料简单，操作简便，可大规模应用。
本发明的目的之三在于提供一种硫酸化结冷胶在制备骨修复产品中的应用，硫酸化结冷胶应用于骨修复产品中可以调控巨噬细胞的表型极化，从而将缺损部位的炎症微环境转变为促成骨微环境，解决人工骨材料在使用过程中产生的无菌性炎症问题；并且，硫酸化结冷胶应用于含α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯形成的骨修复产品中，硫酸化结冷胶与碳酸锶和葡萄糖酸内酯反应后缓慢释放的Sr2+交联形成凝胶网络，从而解决半水硫酸钙骨水泥易溃散的问题，促进骨缺损的快速修复。
本发明的目的之四在于提供一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥，该抗溃散半水硫酸钙骨水泥原料包括硫酸化结冷胶和半水硫酸钙骨水泥，半水硫酸钙骨水泥为α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯的混合物，硫酸化结冷胶可以调控巨噬细胞的表型极化，从而将缺损部位的炎症微环境转变为促成骨微环境，硫酸化结冷胶与碳酸锶和葡萄糖酸内酯反应后缓慢释放的Sr2+交联形成凝胶网络，从而解决半水硫酸钙骨水泥易溃散的问题，促进骨缺损的快速修复，从而使得该抗溃散半水硫酸钙骨水泥具有优异的抗炎、促成骨、抗溃散以及可注射性能。
本发明的目的之五在于提供一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的制备方法，该制备方法原料简单，操作简便，可大规模应用。
本发明的目的之六在于提供一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥在制备骨修复产品中的应用，该抗溃散半水硫酸钙骨水泥具有可注射性能和自固化性能，具有良好的生物相容性及生物活性，可以促进骨缺损的快速修复。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种硫酸化结冷胶，所述硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为5wt％～20wt％；
所述硫酸化结冷胶的分子量为5000～500000Da。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种硫酸化结冷胶的制备方法，包括以下步骤：
a)将结冷胶与有机酸溶液混合后，加热搅拌至所述结冷胶溶解，得到结冷胶溶液；
b)将氯磺酸溶液与所述结冷胶溶液在气体保护下进行反应，得到所述硫酸化结冷胶；
其中，所述有机酸溶液和所述氯磺酸溶液中的溶剂为相同的有机溶剂。
优选的，所述有机酸溶液中的有机酸选自二氯乙酸、柠檬酸和乙酸中的一种或两种以上；
所述有机酸溶液中，所述有机酸与所述有机溶剂的体积比为1～5:50；
所述氯磺酸溶液中，所述氯磺酸与所述有机溶剂的体积比为1～3:10；
所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺和甲基甲酰胺中的一种或两种以上；
所述气体为氮气和/或惰性气体，惰性气体优选为氩气。
本发明中，结冷胶与有机酸溶液的质量体积比为1-5g：20-50mL；
氯磺酸溶液与结冷胶溶液的体积比为1:1-3。
优选的，所述加热搅拌的温度为80～90℃，更优选为90℃；
所述反应的温度为60～90℃，所述反应的时间为4～8h，反应优选为机械搅拌反应。
本发明中，步骤b)反应之后，优选依次进行洗涤、离心和冻干，得到硫酸化结冷胶。洗涤使用的溶剂优选为乙醇和/或乙醚，洗涤的次数优选为3～5次，冻干的温度优选为-40℃～-60℃，冻干的时间优选为24h～48h。
本发明中，氯磺酸溶液优选为DMF-HClSO3混合溶液，通过将氯磺酸HClSO3滴加到温度为0～10℃的冷DMF中并搅拌均匀得到。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种硫酸化结冷胶在制备骨修复产品中的应用。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥，原料包括：硫酸化结冷胶和半水硫酸钙骨水泥；
所述半水硫酸钙骨水泥为α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯的混合物。
本发明首次将硫酸化结冷胶成功应用在半水硫酸钙骨水泥中，半水硫酸钙骨水泥中的Sr2+与硫酸化结冷胶交联后形成的凝胶网络既能够起到抗炎和促成骨的效果，又能显著提高半水硫酸钙骨水泥的抗溃散性能，同时能够保持半水硫酸钙骨水泥原有的固化性能和可注射性能。
优选的，所述碳酸锶与所述α-半水硫酸钙的摩尔比为1～10:100；
所述碳酸锶与所述葡萄糖酸内酯的摩尔比为2～4:1，更优选为2:1。
本发明中，α-半水硫酸钙为粉末状，优选以硫酸钠和氯化钙为原料，通过水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙，水热盐溶液法的温度优选为120～140℃，水热盐溶液法的压强优选为0.1～0.5MPa。
半水硫酸钙骨水泥为粉末状，优选采用球磨仪将α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯进行球磨混合得到，球磨时间优选为1h～3h。
本发明的目的之五采用如下技术方案实现：
一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的制备方法，包括以下步骤：
将所述硫酸化结冷胶溶于水中得到固化液，应用时将所述半水硫酸钙骨水泥与所述固化液混合，固化后得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
固化时间为20～40℃，固化时间为5～20min。
本发明具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的制备方法，原料简单，操作简便，效果显著，可大规模应用。
优选的，所述硫酸化结冷胶在所述固化液中的质量浓度为2wt％～10wt％；
所述半水硫酸钙骨水泥与所述固化液的质量体积比为1g：0.4～0.8mL。
固化液为均匀的溶液，即均相溶液。半水硫酸钙骨水泥与固化液混合后，优选进行充分搅拌均匀。
本发明的目的之六采用如下技术方案实现：
一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥在制备骨修复产品中的应用。
骨修复产品包括四肢骨修复产品、牙修复产品和颌面骨修复产品，用于四肢骨缺损、牙缺损以及颌面骨缺损等骨缺损的修复。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种硫酸化结冷胶，可以调控巨噬细胞的表型极化，从而将缺损部位的炎症微环境转变为促成骨微环境，解决人工骨材料在使用过程中产生的无菌性炎症问题。并且，针对α-CSH骨水泥在应用的过程中容易溃散、崩解，导致骨缺损的修复效果较差，严重影响了α-CSH的应用范围的问题。硫酸化结冷胶可以与α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯形成的半水硫酸钙骨水泥合用，硫酸化结冷胶与碳酸锶和葡萄糖酸内酯反应后缓慢释放的Sr2+交联形成凝胶网络，从而解决半水硫酸钙骨水泥易溃散的问题，促进骨缺损的快速修复。
本发明提供的一种硫酸化结冷胶的制备方法，该制备方法原料简单，操作简便，可大规模应用。
本发明提供的一种硫酸化结冷胶在制备骨修复产品中的应用，硫酸化结冷胶应用于骨修复产品中可以调控巨噬细胞的表型极化，从而将缺损部位的炎症微环境转变为促成骨微环境，解决人工骨材料在使用过程中产生的无菌性炎症问题；并且，硫酸化结冷胶应用于含α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯形成的骨修复产品中，硫酸化结冷胶与碳酸锶和葡萄糖酸内酯反应后缓慢释放的Sr2+交联形成凝胶网络，从而解决半水硫酸钙骨水泥易溃散的问题，促进骨缺损的快速修复。
本发明提供的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥，该抗溃散半水硫酸钙骨水泥原料包括硫酸化结冷胶和半水硫酸钙骨水泥，半水硫酸钙骨水泥为α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯的混合物，首次将硫酸化结冷胶应用于半水硫酸钙骨水泥中，显著提高α-半水硫酸钙的抗炎及促成骨能力，同时提高了半水硫酸钙骨水泥的抗溃散性能。本发明抗溃散半水硫酸钙骨水泥具有良好的生物相容性及生物活性，可以促进骨缺损的快速修复，效果显著。并且，硫酸化结冷胶不改变原有的半水硫酸钙骨水泥的可注射性能和自固化性能，且不改变固化后产物的组成，能够增强α-半水硫酸钙的力学性能。
本发明提供的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的制备方法，该制备方法原料简单，操作简便，可大规模应用。
本发明提供的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥在制备骨修复产品中的应用，该抗溃散半水硫酸钙骨水泥具有可注射性能和自固化性能，具有良好的生物相容性及生物活性，可以促进骨缺损的快速修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例2中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥注入到模具固化后的图片；
图2为本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)的压缩强度测试结果图；
图3为本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)与巨噬细胞分别共培养1、4、7天后的炎症相关因子(ELISA)分泌结果图；
图4为大鼠胫骨术植入本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥后4周的骨缺损修复结果图；
图5为大鼠胫骨术植入对比例1半水硫酸钙骨水泥后4周的骨缺损修复结果图。
图6为抗溃散性能测试的结果图；其中，右图为实施例6的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)，左图为对比例1的半水硫酸钙骨水泥(CSH)。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1
本实施例进行具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的的制备，包括以下步骤：
1)以142g硫酸钠和110.9g氯化钙为原料，在120℃下采用水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙；然后将145.15gα-半水硫酸钙、1.4763g碳酸锶、0.8907g葡萄糖酸内酯粉末混合，并利用球磨仪球磨1h使其混合均匀即可得到半水硫酸钙骨水泥粉末。
2)将1g结冷胶与50mL DMF和1mL二氯乙酸形成的有机酸溶液进行混合，然后在90℃加热搅拌至结冷胶溶解形成均匀的溶液即结冷胶溶液；将5mL氯磺酸(HClSO3)滴加到50mL温度为0℃的冷DMF溶液中，并搅拌均匀形成DMF-HClSO3混合溶液；将DMF-HClSO3混合溶液与结冷胶溶液在氮气保护情况下、60℃进行4h机械搅拌反应；反应完成后，采用乙醇洗涤3次，离心，在-40℃冻干24h后即可得到硫酸化结冷胶。其中，硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为5％，分子量为500000。
3)将硫酸化结冷胶溶解在去离子水中配制成2wt％的均相溶液即可得到固化液，将1g半水硫酸钙骨水泥粉末与0.4mL固化液混合，充分搅拌均匀后，固化后即可得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
实施例2
本实施例进行具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的的制备，包括以下步骤：
1)以142g硫酸钠和110.9g氯化钙为原料，在130℃下采用水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙；然后将145.15gα-半水硫酸钙、14.763g碳酸锶、8.907g葡萄糖酸内酯粉末混合，并利用球磨仪球磨3h使其混合均匀即可得到半水硫酸钙骨水泥粉末。
2)将1g结冷胶与50mL DMF和3mL柠檬酸形成的有机酸溶液进行混合，然后在90℃加热搅拌至结冷胶溶解形成均匀的溶液即结冷胶溶液；将15mL氯磺酸(HClSO3)滴加到50mL温度为4℃的冷DMF溶液中，并搅拌均匀形成DMF-HClSO3混合溶液；将DMF-HClSO3混合溶液与结冷胶溶液在氮气保护情况下、90℃进行8h机械搅拌反应；反应完成后，采用乙醚洗涤5次，离心，在-60℃冻干24h后即可得到硫酸化结冷胶。其中，硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为20％，分子量为50000。
3)将硫酸化结冷胶溶解在去离子水中配制成5wt％的均相溶液即可得到固化液，将1g半水硫酸钙骨水泥粉末与0.6mL固化液混合，充分搅拌均匀后，固化后即可得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
请参阅图1，为本发明实施例2中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥注入到模具固化后的图片。
实施例3
本实施例进行具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的的制备，包括以下步骤：
1)以142g硫酸钠和110.9g氯化钙为原料，在140℃下采用水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙；然后将145.15gα-半水硫酸钙、7.3815g碳酸锶、4.4535g葡萄糖酸内酯粉末混合，并利用球磨仪球磨2h使其混合均匀即可得到半水硫酸钙骨水泥粉末。
2)将1g结冷胶与50mL DMF和5ml乙酸形成的有机酸溶液进行混合，然后在90℃加热搅拌至结冷胶溶解形成均匀的溶液即结冷胶溶液；将10mL氯磺酸(HClSO3)滴加到50mL温度为10℃的冷DMF溶液中，并搅拌均匀形成DMF-HClSO3混合溶液；将DMF-HClSO3混合溶液与结冷胶溶液在氮气保护情况下、70℃进行6h机械搅拌反应；反应完成后，采用乙醇洗涤5次，离心，在-40℃冻干48h后即可得到硫酸化结冷胶。其中，硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为12％分子量为200000。
3)将硫酸化结冷胶溶解在去离子水中配制成10wt％的均相溶液即可得到固化液，将1g半水硫酸钙骨水泥粉末与0.4mL固化液混合，充分搅拌均匀后，固化后即可得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
实施例4
本实施例进行具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的的制备，包括以下步骤：
1)以142g硫酸钠和110.9g氯化钙为原料，在130℃下采用水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙；然后将145.15gα-半水硫酸钙、14.763g碳酸锶、8.907g葡萄糖酸内酯粉末混合，并利用球磨仪球磨1h使其混合均匀即可得到半水硫酸钙骨水泥粉末。
2)将1g结冷胶与50mL DMF和3mL二氯乙酸形成的有机酸溶液进行混合，然后在90℃加热搅拌至结冷胶溶解形成均匀的溶液即结冷胶溶液；将5mL氯磺酸(HClSO3)滴加到50mL温度为4℃的冷DMF溶液中，并搅拌均匀形成DMF-HClSO3混合溶液；将DMF-HClSO3混合溶液与结冷胶溶液在氮气保护情况下、90℃进行6h机械搅拌反应；反应完成后，采用乙醇洗涤3次，离心，在-60℃冻干48h后即可得到硫酸化结冷胶。其中，硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为12％，分子量为150000。
3)将硫酸化结冷胶溶解在去离子水中配制成2wt％的均相溶液即可得到固化液，将1g半水硫酸钙骨水泥粉末与0.8mL固化液混合，充分搅拌均匀后，固化后即可得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
实施例5
本实施例进行具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的的制备，包括以下步骤：
1)以142g硫酸钠和110.9g氯化钙为原料，在120℃下采用水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙；然后将145.15gα-半水硫酸钙、7.3815g碳酸锶、4.4535g葡萄糖酸内酯粉末混合，并利用球磨仪球磨2h使其混合均匀即可得到半水硫酸钙骨水泥粉末。
2)将1g结冷胶与50mL DMF和1mL乙酸形成的有机酸溶液进行混合，然后在90℃加热搅拌至结冷胶溶解形成均匀的溶液即结冷胶溶液；将15mL氯磺酸(HClSO3)滴加到50mL温度为0℃的冷DMF溶液中，并搅拌均匀形成DMF-HClSO3混合溶液；将DMF-HClSO3混合溶液与结冷胶溶液在氮气保护情况下、60℃进行8h机械搅拌反应；反应完成后，采用乙醇洗涤3次，离心，在-40℃冻干36h后即可得到硫酸化结冷胶。其中，硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为5％，分子量为350000。
3)将硫酸化结冷胶溶解在去离子水中配制成5wt％的均相溶液即可得到固化液，将1g半水硫酸钙骨水泥粉末与0.6mL固化液混合，充分搅拌均匀后，固化后即可得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
对比例1
本对比例进行半水硫酸钙骨水泥的制备，包括以下步骤：
1)以142g硫酸钠和110.9g氯化钙为原料，在120℃下采用水热盐溶液法制备α-半水硫酸钙；然后将145.15gα-半水硫酸钙利用球磨仪球磨2h使其混合均匀即可得到半水硫酸钙骨水泥粉末。
2)将1g半水硫酸钙骨水泥粉末与0.6mL去离子水混合，充分搅拌均匀后，固化后即可半水硫酸钙骨水泥。
效果测试1
对本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)进行力学强度测试，结果如图2所示。
结果表明，对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)的压缩强度为12.41MPa，而本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)的压缩强度为17.53MPa，说明添加了硫酸化结冷胶之后得到的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的力学强度明显得到了提升。
效果测试2
将巨噬细胞分别与本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)共培养，结果如图3所示，图3为本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)与巨噬细胞分别共培养1、4、7天后的炎症相关因子(ELISA)分泌结果图。
结果表明，巨噬细胞分别与本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)共培养分别共培养1、4、7天后，本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)组所分泌的炎症相关因子TNF-α浓度均低于对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)组，说明实施例6中所制备的抗溃散半水硫酸钙骨水泥具有明显的抗炎效果。
效果测试3
以SD大鼠为动物模型，在大鼠的胫骨处制备φ3mm×5mm的骨缺损，然后将实施例6中制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥或对比例1半水硫酸钙骨水泥植入到骨缺损处之后，缝合肌肉和皮肤。
请参阅图4和图5，分别为大鼠胫骨术植入本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥或对比例1半水硫酸钙骨水泥后4周的骨缺损修复结果图。结果表明，在术后4周对比例1半水硫酸钙骨水泥组大鼠仅在骨缺损边缘生成了少量的新骨，且大部分支架已经被降解或者流失；而本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥组大鼠在术后4周时在骨缺损边缘长出了新生骨组织，且骨缺损部位有较多材料剩余，在之后的时间内能够持续发挥出促骨生长的效果。
效果测试4
对本发明实施例6中所制备的具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)和对比例1半水硫酸钙骨水泥(CSH)进行抗溃散性能测试，结果如图6所示。
抗溃散效果的具体测试方法为：将制备好的硫酸钙骨水泥干燥后，将其放置在西林瓶中，并在西林瓶中加入SBF溶液，在37℃环境下浸泡，并在不同时间点对骨水泥进行观察。
从图6中可以看出，左图在模拟体液中浸泡4周后，溶液中出现了较多硫酸钙骨水泥(CSH)的碎片，同时溶液变为轻微的乳白色，说明硫酸钙骨水泥发生了溃散；而具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥(SCS/CSH)在浸泡4周后保持了其形状的完整性，仅有少量碎片产生，说明SCS/CSH具有较好的抗溃散效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种硫酸化结冷胶，其特征在于，所述硫酸化结冷胶的硫酸基团含量为5wt％～20wt％；
所述硫酸化结冷胶的分子量为5000～500000Da。
2.权利要求1所述的一种硫酸化结冷胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将结冷胶与有机酸溶液混合后，加热搅拌至所述结冷胶溶解，得到结冷胶溶液；
b)将氯磺酸溶液与所述结冷胶溶液在气体保护下进行反应，得到所述硫酸化结冷胶；
其中，所述有机酸溶液和所述氯磺酸溶液中的溶剂为相同的有机溶剂。
3.根据权利要求2所述的一种硫酸化结冷胶的制备方法，其特征在于，所述有机酸溶液中的有机酸选自二氯乙酸、柠檬酸和乙酸中的一种或两种以上；
所述有机酸溶液中，所述有机酸与所述有机溶剂的体积比为1～5:50；
所述氯磺酸溶液中，所述氯磺酸与所述有机溶剂的体积比为1～3:10；
所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺和甲基甲酰胺中的一种或两种以上；
所述气体为氮气和/或惰性气体。
4.根据权利要求2所述的一种硫酸化结冷胶的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为80～90℃；
所述反应的温度为60～90℃，所述反应的时间为4～8h。
5.权利要求1所述的一种硫酸化结冷胶在制备骨修复产品中的应用。
6.一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥，其特征在于，原料包括：权利要求1所述硫酸化结冷胶和半水硫酸钙骨水泥；
所述半水硫酸钙骨水泥为α-半水硫酸钙、碳酸锶和葡萄糖酸内酯的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥，其特征在于，所述碳酸锶与所述α-半水硫酸钙的摩尔比为1～10:100；
所述碳酸锶与所述葡萄糖酸内酯的摩尔比为2～4:1。
8.权利要求6或7所述的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述硫酸化结冷胶溶于水中得到固化液，应用时将所述半水硫酸钙骨水泥与所述固化液混合，固化后得到具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥。
9.根据权利要求8所述的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥的制备方法，其特征在于，所述硫酸化结冷胶在所述固化液中的质量浓度为2wt％～10wt％；
所述半水硫酸钙骨水泥与所述固化液的质量体积比为1g：0.4～0.8mL。
10.权利要求6或7所述的一种具有抗炎和促成骨效果的抗溃散半水硫酸钙骨水泥在制备骨修复产品中的应用。
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2021
- 2021-06-23 CN CN202110696844.4A patent/CN113527528A/zh active Pending
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