CN115845144A - 一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法 - Google Patents
一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115845144A CN115845144A CN202211059685.8A CN202211059685A CN115845144A CN 115845144 A CN115845144 A CN 115845144A CN 202211059685 A CN202211059685 A CN 202211059685A CN 115845144 A CN115845144 A CN 115845144A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chitosan
- bioactive glass
- glass composite
- bone
- mixed solution
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000005313 bioactive glass Substances 0.000 title claims abstract description 144
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 82
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 90
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 claims abstract description 14
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 38
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 30
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 15
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 14
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 13
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical group ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AZKVWQKMDGGDSV-BCMRRPTOSA-N Genipin Chemical compound COC(=O)C1=CO[C@@H](O)[C@@H]2C(CO)=CC[C@H]12 AZKVWQKMDGGDSV-BCMRRPTOSA-N 0.000 claims description 4
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- AZKVWQKMDGGDSV-UHFFFAOYSA-N genipin Natural products COC(=O)C1=COC(O)C2C(CO)=CCC12 AZKVWQKMDGGDSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 abstract description 4
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 241000446313 Lamella Species 0.000 abstract description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-3-methyloxirane Chemical compound CC1OC1Cl LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 15
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- OVRNDRQMDRJTHS-UHFFFAOYSA-N N-acelyl-D-glucosamine Natural products CC(=O)NC1C(O)OC(CO)C(O)C1O OVRNDRQMDRJTHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVRNDRQMDRJTHS-FMDGEEDCSA-N N-acetyl-beta-D-glucosamine Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O OVRNDRQMDRJTHS-FMDGEEDCSA-N 0.000 description 1
- MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N N-acetylglucosamine Natural products CC(=O)N[C@@H](C=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N beta-D-galactosamine Natural products NC1C(O)OC(CO)C(O)C1O MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSWZFWKMSRAUBD-QZABAPFNSA-N beta-D-glucosamine Chemical compound N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-QZABAPFNSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229950006780 n-acetylglucosamine Drugs 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及天然高分子材料可再生资源技术领域，尤其为一种壳聚糖‑生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其方法包括如下步骤：将碱性溶液、生物活性玻璃和壳聚糖混合后得到混合溶液，其中，碱性溶液为尿素碱性溶液或硫脲碱性溶液；将得到的混合溶液进行冷冻处理。本发明提供了新型壳聚糖‑生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的制备方法，具备操作简便易行、工艺稳定、无毒无污染，对设备要求不高，只需要简便的处理即可高效率的得到新型壳聚糖‑生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的优点，而且通过该方法制备得到的新型壳聚糖‑生物活性玻璃复合骨钉具有高压缩强度和在磷酸缓冲溶液中低溶胀率，同时兼具良好的生物活性、生物相容性及可降解性。
Description
技术领域
本发明涉及天然高分子材料可再生资源技术领域，具体为一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法。
背景技术
诸如金属等常规骨修复材料在使用过程中往往存在需要二次手术取出或存在腐蚀以及应力集中等问题，因此，亟需开发出可生物降解的新型骨修复材料。天然高分子具有良好的生物相容性和可降解性，已成为骨修复材料的理想原料。值得注意的是，聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，同时它可以在动物体内通过溶菌酶破坏糖苷键，能够被转化成安全的N-乙酰葡糖胺及D-葡糖胺单体，并最终被代谢掉，能够有效避免了二次手术的痛苦。
然而，目前纯壳聚糖骨钉由于富含氨基和羟基，所制得骨修复材料体内溶胀率较大且缺少生物活性使其应用受限，因而需要对其改性来拓宽其在骨修复领域的应用，生物活性玻璃是一种具有生物活性的无机材料，它不仅可以连接人体中的软组织，还可以和骨组织形成化学键，紧密结合缺损骨促进其成骨，然而，当前单纯生物活性玻璃只能用在几乎不承重的部位，往往只能作为涂层使用，采用单纯生物活性玻璃制成骨棒较脆、易发生断裂，所以生物活性玻璃需要进行改性。因而，把壳聚糖与生物活性玻璃进行复合实现优势互补，进而拓宽它们在骨修复领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，具备操作简便易行、工艺稳定、无毒无污染，对设备要求不高，只需要简便的处理即可高效率的得到新型壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其方法包括如下步骤：
S1：将碱性溶液、生物活性玻璃和壳聚糖混合后得到混合溶液，其中，碱性溶液为尿素碱性溶液或硫脲碱性溶液；
S2：将得到的混合溶液进行冷冻处理，再解冻后得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液；
S3：将壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液与交联剂搅拌混合均匀并离心后，进行交联反应6～24h得到壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶；
S4：将洗净后壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶进行溶剂置换，并干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，再将壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材成型处理可制得对应的骨钉和接骨板。
优选的，所述步骤S1中，生物活性玻璃材料为生物活性玻璃纳米颗粒，其尺寸为30～50纳米。
优选的，所述S1中，碱性溶液和所述生物活性玻璃混合后搅拌0.1～24h，再超声处理5～60min得到的溶液再与壳聚糖混合。
优选的，所述步骤S1中，壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液中，壳聚糖的质量分数为2～8％，生物活性玻璃的质量分数为0.04～2％；碱性溶液中，尿素或硫脲的质量分数为2～10％，碱的质量分数为6～16％，其中碱为LiOH和KOH。
优选的，所述步骤S2中，冷冻处理的条件为：温度≤-30℃下冷冻6～24h。
优选的，所述步骤S3中，交联剂为环氧氯丙烷、乙二醇二缩水甘油醚、戊二醛或京尼平；环氧氯丙烷、所述乙二醇二缩水甘油醚和戊二醛作为交联剂的用量为每100g壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液对应0.5～10mL交联剂；京尼平作为交联剂的用量为每100g壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液对应0.01～1g交联剂。
优选的，所述步骤S3中，离心处理的条件为：-10～-3℃的温度，7200r/min的转速下离心10～30min。
优选的，所述步骤S3中，将交联后的壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液装入柱形模具中放置一定时间后即可制得棒状壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶。
优选的，所述步骤S4中，溶剂置换过程中的溶剂选自丙酮、乙醇、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃或异丙醇中的至少一种；置换时间为4～24h，置换次数为0～10次，溶剂置换在摇床上常温下进行。
优选的，所述步骤S4中，壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶进行溶剂置换之前，用水将所述壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶洗涤至中性。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供了新型壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的制备方法，具备操作简便易行、工艺稳定、无毒无污染，对设备要求不高，只需要简便的处理即可高效率的得到新型壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的优点，而且通过该方法制备得到的新型壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉具有高压缩强度和在磷酸缓冲溶液中低溶胀率，同时兼具良好的生物活性、生物相容性及可降解性。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图；
图2为本发明壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒断面扫描电镜图片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面对本发明实施例的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉及其制备方法进行具体说明。
一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其方法包括如下步骤：
S1：将碱性溶液、生物活性玻璃和壳聚糖混合后得到混合溶液，其中，碱性溶液为尿素碱性溶液或硫脲碱性溶液；
S2：将得到的混合溶液进行冷冻处理，再解冻后得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液；
S3：将壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液与交联剂搅拌混合均匀并离心后，进行交联反应6～24h得到壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶；
S4：将洗净后壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶进行溶剂置换，并干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，再将壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材成型处理可制得对应的骨钉和接骨板。
进一步地，在本实施例中，采用KOH/LiOH/尿素混合溶液按质量分数计包括：KOH3～10％，LiOH3～10％，尿素2～10％，在制备该混合溶液时，只需要将三种物质依次加入水中，充分搅拌即可。
具体地，混合溶液的配比影响壳聚糖在溶液中的溶解度，比例的改变可能造成壳聚糖不能完全溶解。
进一步地，在本实施例中，我们采用的是生物活性玻璃纳米颗粒。其尺寸为30～50纳米，生物活性玻璃与壳聚糖质量比为1～100％。
进一步地，在本实施例中，第二混合液中壳聚糖的质量分数为3～5％，适中的壳聚糖浓度，能够使生物活性玻璃晶须更好地分散在壳聚糖溶液中，使得到的壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒或接骨板结构更加均匀。
进一步地，在实施例中，KOH/LiOH/尿素混合溶液与生物活性玻璃纳米粒子的混合方式为：机械搅拌0.1～24h后，超声处理5～60min。
上述壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒和接骨板的制备方法还包括：将第二混合液冷冻处理，解冻后得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
优选地，冷冻处理的条件为：温度≤-30℃下冷冻6～24h，低温冷冻能够保证第二混合液中壳聚糖充分溶胀溶解，冷冻条件采用日常所用冰箱的冷冻室或冷阱即可达到，设备要求不高。
进一步地，解冻方式采用室温下自然解冻即可。
上述壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉的制备方法还包括：将壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液与环氧氯丙烷均匀混合后，进行离心，然后置于室温下交联，即可得到壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶。优选地，所述环氧氯丙烷用量为每100g溶液加入2～6mL环氧氯丙烷，交联时间为4～12h。环氧氯丙烷浓度过低所得复合凝胶交联程度过低，不能够形成形貌规整的水凝胶，环氧氯丙烷浓度过高所得复合水凝胶交联度过高，水凝胶脆性大不利于后期加工成型。
进一步地，在本发明较佳实施例中，离心处理的条件为：-10～-3℃的温度，7200r/min的转速下离心10～30min。低温离心能够保证壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液的流动性，方便除去壳聚糖-生物活性玻璃纳米混合溶液中的气泡，使得到的壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶质地更均匀。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将交联后的壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液装入柱形模具中放置一定时间后即可制得棒状壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶。
进一步地，在本实施例中，还包括：
用水将所得的壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶洗涤至中性，利用溶剂进行置换，加水凝胶中的水置换为有机溶剂，使得水凝胶中的壳聚糖能够均匀收缩，形成均匀的致密结构，便于在常温下进行干燥制得相应的壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材。
优选地，溶剂置换所用到的溶剂为乙醇、丙酮、氯仿、二氯甲烷中的一种或几种。溶剂置换时间为6～12h，置换次数为4～8次。
进一步地，在本实施例中，还包括：
对壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材利用机床进行机械加工即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉或接骨板。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉，其由下述方法制得：
配制95.1gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入0.1g生物活性玻璃，机械搅拌2h，再超声处理30min，得到第一混合液。
在第一混合液中加入4g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-33℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入2mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联4h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇置换12h和丙酮反复置换8次后，每次12h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为502.3MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为152.1％。
实施例2
配制96.5gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入0.5g生物活性玻璃，机械搅拌24h，再超声处理60min，得到第一混合液，在第一混合液中加入3g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-33℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入4mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联12h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇置换12h和氯仿反复置换6次后，每次4h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为202.3MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为161.5％。
实施例3
配制94.0gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入1g生物活性玻璃，机械搅拌2h，再超声处理30min，得到第一混合液，在第一混合液中加入5g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-33℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入4mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联8h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇置换12h和丙酮反复置换6次后，每次8h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为576.3MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为122.1％。
实施例4
配制93.0gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入2g生物活性玻璃，机械搅拌2h，再超声处理30min，得到第一混合液，在第一混合液中加入5g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-33℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入6mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联4h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇置换12h和丙酮反复置换8次后，每次12h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为483.3MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为102.1％。
实施例5
配制95.96gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入0.04g生物活性玻璃，机械搅拌2h，再超声处理30min，得到第一混合液，在第一混合液中加入4g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-33℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入6mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联4h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇置换12h和丙酮反复置换8次后，每次12h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为175.5MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为175.3％。
实施例6
配制94.0gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入2g生物活性玻璃，机械搅拌6h，再超声处理5min，得到第一混合液，在第一混合液中加入4g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-30℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入10mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联6h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇置换12h和氯仿反复置换6次后，每次12h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为385.6MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为127.8％。
实施例7
配制95.2gKOH/LiOH·H2O/尿素的混合溶液，该混合溶液由7wt％的KOH，7wt％的LiOH·H2O和8wt％尿素溶于水中制得。
在上述混合溶液中加入0.8g生物活性玻璃，机械搅拌0.1h，再超声处理15min，得到第一混合液，在第一混合液中加入4g壳聚糖粉末，搅拌均匀得到第二混合液，把第二混合液置于冰箱中，在-32℃下冷冻12h，移至室温下解冻，得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液。
加入2mL环氧氯丙烷，搅拌均匀后，所得的壳聚糖-生物活性玻璃/环氧氯丙烷混合溶液在-5℃下，以7200r/min的转速离心脱泡，倒入80mL试管或玻璃槽中，交联8h即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶，所得复合凝胶洗净后经乙醇和丙酮依次置换12h和二氯甲烷反复置换8次后，每次12h后，在室温下干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，经机械加工后即可制得壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉和接骨板，其压缩强度为168.6MPa，在磷酸缓冲溶液中溶胀率为153.8％。
综上所述，该壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的制备方法，具备操作简便易行、工艺稳定、无毒无污染，对设备要求不高，只需要简便的处理即可高效率的得到新型壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与接骨板的优点，而且通过该方法制备得到的新型壳聚糖-生物活性玻璃复合骨钉具有高压缩强度和在磷酸缓冲溶液中低溶胀率，同时兼具良好的生物活性、生物相容性及可降解性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：
S1：将碱性溶液、生物活性玻璃和壳聚糖混合后得到混合溶液，其中，碱性溶液为尿素碱性溶液或硫脲碱性溶液；
S2：将得到的混合溶液进行冷冻处理，再解冻后得到壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液；
S3：将壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液与交联剂搅拌混合均匀并离心后，进行交联反应6～24h得到壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶；
S4：将洗净后壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶进行溶剂置换，并干燥后得到壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材或板材，再将壳聚糖-生物活性玻璃复合棒材成型处理可制得对应的骨钉和接骨板。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，生物活性玻璃材料为生物活性玻璃纳米颗粒，其尺寸为30～50纳米。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述S1中，碱性溶液和所述生物活性玻璃混合后搅拌0.1～24h，再超声处理5～60min得到的溶液再与壳聚糖混合。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液中，壳聚糖的质量分数为2～8％，生物活性玻璃的质量分数为0.04～2％；碱性溶液中，尿素或硫脲的质量分数为2～10％，碱的质量分数为6～16％，其中碱为LiOH和KOH。
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，冷冻处理的条件为：温度≤-30℃下冷冻6～24h。
6.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，交联剂为环氧氯丙烷、乙二醇二缩水甘油醚、戊二醛或京尼平；环氧氯丙烷、所述乙二醇二缩水甘油醚和戊二醛作为交联剂的用量为每100g壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液对应0.5～10mL交联剂；京尼平作为交联剂的用量为每100g壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液对应0.01～1g交联剂。
7.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，离心处理的条件为：-10～-3℃的温度，7200r/min的转速下离心10～30min。
8.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，将交联后的壳聚糖-生物活性玻璃混合溶液装入柱形模具中放置一定时间后即可制得棒状壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶。
9.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，溶剂置换过程中的溶剂选自丙酮、乙醇、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃或异丙醇中的至少一种；置换时间为4～24h，置换次数为0～10次，溶剂置换在摇床上常温下进行。
10.一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶进行溶剂置换之前，用水将所述壳聚糖-生物活性玻璃复合水凝胶洗涤至中性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211059685.8A CN115845144A (zh) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | 一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211059685.8A CN115845144A (zh) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | 一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115845144A true CN115845144A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85660738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211059685.8A Withdrawn CN115845144A (zh) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | 一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115845144A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116212118A (zh) * | 2023-04-01 | 2023-06-06 | 中国海洋大学 | 一种降解速率可控的复合骨修复材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-08-31 CN CN202211059685.8A patent/CN115845144A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116212118A (zh) * | 2023-04-01 | 2023-06-06 | 中国海洋大学 | 一种降解速率可控的复合骨修复材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ibekwe et al. | Synthesis and characterization of chitosan/gum arabic nanoparticles for bone regeneration | |
| Meng et al. | Mechanical, hydrophobic and thermal properties of an organic-inorganic hybrid carrageenan-polyvinyl alcohol composite film | |
| CA1263647A (en) | Method of preventing adhesion between body tissues, means for preventing such adhesion, and process for producing said means | |
| Cuissinat et al. | Swelling and dissolution of cellulose part II: free floating cotton and wood fibres in NaOH–water–additives systems | |
| CN109942905B (zh) | 一种复合水凝胶材料及其制备方法 | |
| CN110643056B (zh) | 高强度聚乙烯醇凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN108607116B (zh) | 一种竹纤维/纳米磷灰石复合材料及其制备方法 | |
| CN115845144A (zh) | 一种壳聚糖-生物活性玻璃复合骨棒与骨板的制备方法 | |
| CN101225192A (zh) | 一种壳聚糖增强棒材的制备方法 | |
| Lin et al. | Calcium phosphate cement reinforced by polypeptide copolymers | |
| CN113518804B (zh) | 一种用于3d打印的墨水材料、制备方法及用途 | |
| CN109158058B (zh) | 凹土-壳聚糖复合凝胶及其制备方法 | |
| CN110256693A (zh) | 一种高韧性丝素蛋白凝胶的制备方法 | |
| EP3487922B1 (en) | Naturally sourced chitin foam | |
| CN104225690A (zh) | 一种可吸收骨折内固定材料及其制备方法和应用 | |
| EP0176225A2 (en) | Porous chitin shaped article and production thereof | |
| CN108478874B (zh) | 一种羟乙基壳聚糖纳米复合骨支架材料的制备方法 | |
| Chen et al. | Characterization of konjac glucomannan-gelatin IPN physical hydrogel scaffold | |
| CN112430334B (zh) | 一种高强形状记忆壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN107569722B (zh) | 一种甲壳素-羟基磷灰石复合骨钉及其制备方法 | |
| US5821285A (en) | Method of preparing filler containing forms of chitin | |
| Fan et al. | Biomaterials from wool wastes: characterization of cortical cells/chitosan composite | |
| CN112940291B (zh) | 一种基于壳聚糖的透明水凝胶及其制备方法 | |
| Kavitha et al. | Preparation, characterization and bioactivity assessment of chitosan-acetylated jute blended green films | |
| CN110791047B (zh) | 一种无毒无害高强度高耐热性半纤维素泡沫复合材料及其制备方法 |
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 | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230328 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |