CN117339026B - 用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医用材料技术领域,且公开了一种用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备及应用。所述用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备方法,包括以下步骤:以氢氧化钙、硫酸钙半水合物、碳酸锂为原料,氯化钠为模板,制备得到锂掺杂碳酸盐磷灰石;以锂掺杂碳酸盐磷灰石、2‑羧乙基锗倍半氧化物为原料,制备得到锗‑锂掺杂的碳酸盐磷灰石;采用冷冻干燥法制备多孔海绵支架;以鱼精蛋白溶液、硝酸铈水溶液为原料,制备鱼精蛋白包被的纳米氧化铈;将鱼精蛋白包被的纳米氧化铈吸附在多孔海绵支架上,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架。本发明的植入人体牙槽骨中的可吸收支架能够有效的促进骨生长,具有优异的降解性和抗菌性。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域,具体为用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备及应用。
背景技术
种植牙越来越成为更换缺失牙齿时的首选治疗方法。种植体治疗的关键成功是在种植部位有足够的垂直和水平骨量。在骨增量手术中,保持稳定的骨再生空间十分重要,支架可以为骨增量材料提供空间支持,还为骨再生提供了合适的成骨环境。传统钛网等不可吸收支架材料具有优良的力学性能,为骨再生提供空间并减少骨增量材料移位和吸收,但其锐利边缘可能会刺激黏膜造成暴露,并且需要二次手术取出,而且传统应用的骨移植材料存在术后感染、潜在的感染风险等危险因素,因此,具有更好的生物学性能以及更加安全的支架才能够满足现实需求。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,包括以下步骤:
步骤(1)以氢氧化钙、硫酸钙半水合物、碳酸锂为原料,氯化钠为模板,通过模板法与沉淀法相结合,制备得到锂掺杂碳酸盐磷灰石;
以上过程中,作为模板的氯化钠采用5-15μm的超细氯化钠,在锂掺杂碳酸盐磷灰石中形成了微米级的多孔结构,有利于生物锗的负载,也有利于鱼精蛋白包被的纳米氧化铈的吸附;碳酸盐磷灰石是天然骨骼的组成部分,具有明显高于羟基磷灰石和β-磷酸三钙的成骨活性,此外,碳酸盐磷灰石被破骨细胞吸收,可以使新骨的替代速度与骨生长相当;锂在骨发育、稳态、成骨细胞分化和骨形成中起重要作用,锂离子的添加可以促进成骨和血管生成。
步骤(2)以锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物为原料,通过冷等静压,制备得到锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石;
以上过程中,在锂掺杂碳酸盐磷灰石表面负载了生物锗,锗具有抗菌、抗诱变、抗肿瘤、抗病毒、免疫调节和红细胞生成的作用;其次,2-羧乙基锗倍半氧化物中两个羧基的存在使其更具亲水性,因此,将锗添加到碳酸盐磷灰石中,可以在无机锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石中引入羧基,可促进锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的亲水性,从而增加水溶性,促进锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的降解,从而促进植入人体牙槽骨中的可吸收支架的吸收速率。
步骤(3)以羟丙基甲基纤维素为交联剂,将羧甲基壳聚糖、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石采用冷冻干燥法制备多孔海绵支架;
以上过程中,羧甲基壳聚糖衍生自壳聚糖,具有很强的水溶性、优异的生物相容性、可控的生物降解性、成骨能力以及许多其他出色的物理化学和生物学特性;通过羟丙基甲基纤维素的交联作用与锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石反应,得到了具有相互连接多孔结构的海绵支架,不仅可以增加鱼精蛋白包被的纳米氧化铈的吸附,更重要的是海绵支架的孔径相互连接的孔径为41-273μm,有利地提供了支撑细胞和血液的运输,更加有利于成骨和血管及组织的生长。
步骤(4)以鱼精蛋白溶液、硝酸铈水溶液为原料,制备鱼精蛋白包被的纳米氧化铈;
以上过程中,纳米氧化铈具有良好的生物学特性,如抗炎,抗菌和血管生成,可以具有促进不同组织的愈合;鱼精蛋白具有优异的抗菌性能,将鱼精蛋白对纳米氧化铈进行包被,一方面可以实现纳米氧化铈的缓释,另一方面可以通过鱼精蛋白的蛋白质特性以及鱼精蛋白表面的官能团增加纳米氧化铈在海绵支架结构中的吸附量和吸附强度。
步骤(5)将鱼精蛋白包被的纳米氧化铈吸附在多孔海绵支架上,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架;
以上过程中,鱼精蛋白包被的纳米氧化铈可以通过物理吸附被吸附在海绵支架上,也可以通过鱼精蛋白表面的氨基与羧甲基壳聚糖、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石中的羧基的静电作用吸附,增加鱼精蛋白包被的纳米氧化铈的吸附量和吸附强度,进一步地,用乙醇处理海绵支架可以使由含锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰具有更好的蛋白粘附能力,从而使得形成海绵支架对鱼精蛋白包被的纳米氧化铈具有更好的吸附效果。
优选地,所述步骤(1)中,所述锂掺杂碳酸盐磷灰石的制备方法:将氢氧化钙、硫酸钙半水合物、氯化钠、碳酸锂混合得到混合粉末,将混合粉末在15-45MPa的压力下压实,再在32-42℃下干燥20-30h,然后通入二氧化碳气体,并密封保持14-16d,得到块体混合物;块体混合物经碳酸氢钠水溶液、蒸馏水浸泡,得到多孔块;将多孔块在磷酸氢二钠水溶液中浸泡后取出,用蒸馏水冲洗,50-60℃下干燥24-30h,并研磨至粒度为45-55μm,得到锂掺杂碳酸盐磷灰石。
进一步地,所述步骤(1)中,所述氢氧化钙、硫酸钙半水合物、氯化钠、碳酸锂的质量比为(0.5-1):(0.8-1.2):(1.3-2.2):(0.005-0.01);氯化钠的粒度为5-15μm;二氧化碳气体的通入速率为0.15-0.25L/min;将块体混合物的浸泡条件:在55-65℃下,先在0.8-1.2mol/L碳酸氢钠水溶液中浸泡45-55h,再在蒸馏水中浸泡45-55h;多孔块浸泡条件:在85-95℃下,在0.8-1.2mol/L磷酸氢二钠水溶液中浸泡14-16d。
优选地,所述步骤(2)中,所述锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物的质量比为100:(0.5-2.5);冷等静压条件:在180-220MPa的压力下冷等静压并保持25-35min,然后缓慢减压至1个大气压。
优选地,所述步骤(3)中,所述多孔海绵支架的制备方法:将羟丙基甲基纤维素与水以1:(20-30)的质量比混合,在200-350r/min的转速下搅拌20-40min,加入锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石,在室温下继续搅拌30-60min,再加入羧甲基壳聚糖、乙酸,继续搅拌直至混合体系均匀并形成浓稠的浆液,浆液经超声处理后加入模具中,先低温保存,再冷冻干燥,得到支架,将支架先用0.15-0.2mol/L氢氧化钠水溶液浸泡处理20-40min,再依次用无菌磷酸盐缓冲液、蒸馏水洗涤,最后在无菌条件下干燥,得到多孔海绵支架。
进一步地,所述步骤(3)中,所述羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、乙酸、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的质量比为(0.25-0.75):(0.8-1.2):(1.8-2.2):(1-1.5);低温保存条件:在(-25)-(-15)℃下保存8-12h;冷冻干燥条件:在(-60)-(-40)℃下冷冻干燥48-64h。
优选地,所述步骤(4)中,所述鱼精蛋白包被的纳米氧化铈的制备方法:将25mg/mL鱼精蛋白溶液、0.1mol/L硝酸铈水溶液以0.4-0.6:1的体积比混合,在70-85℃下搅拌10-20min,用氢氧化钾将混合液的pH调至10-11,反应100-150min,将反应混合液用超纯水透析20-30h得到的颗粒转移至超滤膜中离心后,再用超纯水洗涤3-5次,得到鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,4°C下存储备用。
优选地,所述步骤(5)中,所述植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备方法:将多孔海绵支架依次用乙醇、无菌磷酸盐缓冲液各浸泡20-40min,经真空除去气泡后,在3-5rpm的振动条件下在无菌磷酸盐缓冲液中浸泡20-30h,然后再加入0.1-0.3mg/mL鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液,并在35-38℃下振荡20-28h后取出,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架。
进一步地,所述步骤(5)中,孔海绵支架、鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液的用量比为(1-2)g:(50-80)mL。
所述的植入人体牙槽骨中的可吸收支架可以植入牙槽骨中,用于牙齿的修复、牙齿种植等口腔手术。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明制备的植入人体牙槽骨中的可吸收支架具有很好的生物降解性能,可以直接被吸收,使患者避免了二次取出手术的痛苦和潜在风险。
2、本发明中通过多孔结构的锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石与壳聚糖结合,制备多孔海绵支架,增加了孔隙率,一方面提高了锗、鱼精蛋白包被的纳米氧化铈的吸附量,另一方面,通过互通的孔隙结构,为骨生长和血管组织生长提供了空间,进一步地,通过调节海绵结构的孔径(41-273μm),可以避免外部组织长入,为术区组织的生长提供了更好的生长环境。
3、本发明的植入人体牙槽骨中的可吸收支架中的锂、锗、鱼精蛋白、纳米氧化铈,可以与壳聚糖及碳酸盐磷灰石协同作用,在促进成骨、血管生长的同时,发挥出更好的抗菌、消炎作用。进一步地,鱼精蛋白包被的纳米氧化铈不仅可以通过物理作用沉积在多孔海绵支架上,也可以因静电作用、粘附作用吸附在多孔海绵支架上,增加吸附量的同时,延长了鱼精蛋白和纳米氧化铈的缓释,能够实现更好的治疗效果。
附图说明
图1是本发明的植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备工艺流程图;
图2是本发明中实施例1-3和对比例1-5的植入人体牙槽骨中的可吸收支架14d降解率测试对比图;
图3是本发明中实施例1-3和对比例1-5的植入人体牙槽骨中的可吸收支架的对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率测试对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,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。
实施例
本实施例公开一种植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备方法,包括以下步骤:
步骤(1)将氢氧化钙、硫酸钙半水合物、粒度为5-15μm的氯化钠、碳酸锂以0.5:0.8:1.7:0.005的质量比混合得到混合粉末,将混合粉末在15MPa的压力下压实,再在32℃下干燥20h,然后以0.15L/min的速率通入二氧化碳气体,并密封保持14d,得到块体混合物;将块体混合物在55℃下,先在0.8mol/L碳酸氢钠水溶液中浸泡45h,再在蒸馏水中浸泡45h,得到多孔块;将多孔块在85℃下在0.8mol/L磷酸氢二钠水溶液中浸泡14d后取出,用蒸馏水冲洗,50℃下干燥24h,并研磨至粒度为45-55μm,得到锂掺杂碳酸盐磷灰石。
步骤(2)将锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物以100:0.5的比例混合,继续研磨至混合均匀,将得到的混合物在180MPa的压力下冷等静压并保持25min,然后缓慢减压至1个大气压,得到锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石。
步骤(3)将羟丙基甲基纤维素与水以1:20的质量比混合,在200r/min的转速下搅拌20min,加入锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石,在室温下继续搅拌30min,再加入羧甲基壳聚糖、乙酸,继续搅拌直至混合体系均匀并形成浓稠的浆液,浆液经超声处理后加入模具中,先在-25℃下保存8h,再在-60℃下冷冻干燥48h,得到支架,将支架先用0.15mol/L氢氧化钠水溶液浸泡处理20min,再依次用无菌磷酸盐缓冲液、蒸馏水洗涤,最后在无菌条件下干燥,得到多孔海绵支架;其中,羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、乙酸、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的质量比为0.25:0.8:1.8:1。
步骤(4)将25mg/mL鱼精蛋白溶液、0.1mol/L硝酸铈水溶液以0.4:1的体积比混合,在70℃下搅拌10min,用氢氧化钾将混合液的pH调至10,反应100min,将反应混合液用超纯水透析20h得到的颗粒转移至超滤膜中离心后,再用超纯水洗涤3次,得到鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,4°C下存储备用。
步骤(5)将多孔海绵支架依次用乙醇、无菌磷酸盐缓冲液各浸泡20min,经真空除去气泡后,在3rpm的振动条件下在无菌磷酸盐缓冲液中浸泡20h,然后再加入0.1mg/mL鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液,并在35℃下振荡20h后取出,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架;其中,多孔海绵支架、鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液的用量比为1g:80mL。
实施例
本实施例公开一种植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备方法,包括以下步骤:
步骤(1)将氢氧化钙、硫酸钙半水合物、粒度为5-15μm的氯化钠、碳酸锂以1:1.2:2.2:0.01的质量比混合得到混合粉末,将混合粉末在45MPa的压力下压实,再在42℃下干燥30h,然后以0.25L/min的速率通入二氧化碳气体,并密封保持16d,得到块体混合物;将块体混合物在65℃下,先在1.2mol/L碳酸氢钠水溶液中浸泡55h,再在蒸馏水中浸泡55h,得到多孔块;将多孔块在95℃下在1.2mol/L磷酸氢二钠水溶液中浸泡16d后取出,用蒸馏水冲洗,60℃下干燥30h,并研磨至粒度为45-55μm,得到锂掺杂碳酸盐磷灰石。
步骤(2)将锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物以100:2.5的比例混合,继续研磨至混合均匀,将得到的混合物在220MPa的压力下冷等静压并保持35min,然后缓慢减压至1个大气压,得到锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石。
步骤(3)将羟丙基甲基纤维素与水以1:30的质量比混合,在350r/min的转速下搅拌40min,加入锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石,在室温下继续搅拌60min,再加入羧甲基壳聚糖、乙酸,继续搅拌直至混合体系均匀并形成浓稠的浆液,浆液经超声处理后加入模具中,先在-15℃下保存12h,再在-40℃下冷冻干燥64h,得到支架,将支架先用0.2mol/L氢氧化钠水溶液浸泡处理40min,再依次用无菌磷酸盐缓冲液、蒸馏水洗涤,最后在无菌条件下干燥,得到多孔海绵支架;其中,羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、乙酸、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的质量比为0.75:1.2:2.2:1.5。
步骤(4)将25mg/mL鱼精蛋白溶液、0.1mol/L硝酸铈水溶液以0.6:1的体积比混合,在85℃下搅拌20min,用氢氧化钾将混合液的pH调至11,反应150min,将反应混合液用超纯水透析30h得到的颗粒转移至超滤膜中离心后,再用超纯水洗涤5次,得到鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,4°C下存储备用。
步骤(5)将多孔海绵支架依次用乙醇、无菌磷酸盐缓冲液各浸泡40min,经真空除去气泡后,在5rpm的振动条件下在无菌磷酸盐缓冲液中浸泡30h,然后再加入0.3mg/mL鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液,并在38℃下振荡28h后取出,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架;其中,多孔海绵支架、鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液的用量比为2g:50mL。
实施例
本实施例公开一种植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备方法,包括以下步骤:
步骤(1)将氢氧化钙、硫酸钙半水合物、粒度为5-15μm的氯化钠、碳酸锂以0.8:1:1.8:0.008的质量比混合得到混合粉末,将混合粉末在30MPa的压力下压实,再在37℃下干燥25h,然后以0.2L/min的速率通入二氧化碳气体,并密封保持15d,得到块体混合物;将块体混合物在60℃下,先在1mol/L碳酸氢钠水溶液中浸泡50h,再在蒸馏水中浸泡50h,得到多孔块;将多孔块在90℃下在1mol/L磷酸氢二钠水溶液中浸泡15d后取出,用蒸馏水冲洗,55℃下干燥28h,并研磨至粒度为45-55μm,得到锂掺杂碳酸盐磷灰石。
步骤(2)将锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物以100:1.5的比例混合,继续研磨至混合均匀,将得到的混合物在200MPa的压力下冷等静压并保持30min,然后缓慢减压至1个大气压,得到锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石。
步骤(3)将羟丙基甲基纤维素与水以1:25的质量比混合,在250r/min的转速下搅拌30min,加入锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石,在室温下继续搅拌45min,再加入羧甲基壳聚糖、乙酸,继续搅拌直至混合体系均匀并形成浓稠的浆液,浆液经超声处理后加入模具中,先在-20℃下保存10h,再在-50℃下冷冻干燥54h,得到支架,将支架先用0.18mol/L氢氧化钠水溶液浸泡处理30min,再依次用无菌磷酸盐缓冲液、蒸馏水洗涤,最后在无菌条件下干燥,得到多孔海绵支架;其中,羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、乙酸、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的质量比为0.45:1:2:1.2。
步骤(4)将25mg/mL鱼精蛋白溶液、0.1mol/L硝酸铈水溶液以0.5:1的体积比混合,在75℃下搅拌15min,用氢氧化钾将混合液的pH调至10.5,反应130min,将反应混合液用超纯水透析25h得到的颗粒转移至超滤膜中离心后,再用超纯水洗涤4次,得到鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,4°C下存储备用。
步骤(5)将多孔海绵支架依次用乙醇、无菌磷酸盐缓冲液各浸泡30min,经真空除去气泡后,在4rpm的振动条件下在无菌磷酸盐缓冲液中浸泡25h,然后再加入0.2mg/mL鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液,并在36℃下振荡24h后取出,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架;其中,多孔海绵支架、鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液的用量比为1.5g:65mL。
对比例1
对比例1与实施例3相比,对比例1中的碳酸盐磷灰石中未掺杂锂,其他条件均不变。
对比例2
对比例2与实施例3相比,对比例2中的碳酸盐磷灰石未掺杂锗,其他条件均不变。
对比例3
对比例3与实施例3相比,对比例3中的鱼精蛋白内未包被纳米氧化铈,其他条件均不变。
对比例4
对比例4与实施例3相比,对比例4中在步骤(5)制备植入人体牙槽骨中的可吸收支架中用纳米氧化铈代替鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,其他条件均不变。
对比例5
对比例5与实施例3相比,对比例5中植入人体牙槽骨中的可吸收支架上未吸附鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,即对比例5中的多孔海绵支架就是最终的产物:植入人体牙槽骨中的可吸收支架,其他条件均不变。
实验例
一、体外降解测试:对于pH 2.5的溶液,将21g柠檬酸一水合物在1000ml容量瓶中溶解在500ml的超纯水中,然后加入200ml1M氢氧化钠并通过加水将其稀释至标记;取该溶液40.4ml与59.6ml盐酸(0.1M)混合。取实施例1-3与对比例1-5的同等重量的支架(干重表示为W0),分别将其置于磷酸盐缓冲溶液(PBS)pH(7.4)中。在3℃下孵育14d。孵育后,用去离子水洗涤处理支架,在滤纸上干燥样品,称重表示为Wt。实验重复三次。支架的降解率使用以下公式计算:
支架降解率=(W0-Wt)/W0*100%
二、抗菌性测试:根据ASTM G21-15,采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌对实施例1-3与对比例1-5的植入人体牙槽骨中的可吸收支架的的抗菌性能进行评估。
测试结果如表1所示:
由表1的测试结果可知,本发明实施例1-3制备得到的植入人体牙槽骨中的可吸收支架具有优异的吸收降解性能和抗菌性能。由对比例2与实施例3的对比可知,锗的负载可以提高植入人体牙槽骨中的可吸收支架的降解率;由对比例1-5与实施例3的对比可知,锂、锗、纳米氧化铈、鱼精蛋白的加入对于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的抗菌性能提升都有积极的影响。
三、动物实验:雄性健康新西兰大白兔64只,平均体重约4kg,分笼饲养。10%乌拉坦(10mL/kg)耳缘静脉注射麻醉,以每只大白兔的双侧下颌骨下缘为实验区,常规备皮、固定、消毒、铺巾后,用机械性去骨的方法在双侧下颌骨下缘下颌角前方1.5cm,下颌骨体颊侧中下2/3处制备大小为10mm×10mm×10mm牙槽骨缺损区。随机分为8组,对应植入实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5制备的植入人体牙槽骨中的可吸收支架。所有大白兔术后3d连续肌肉注射庆大霉素,流食喂养。术后第14d以耳缘静脉空气栓塞分别处死动物,取大兔双侧下颌骨样本,切片进行成骨细胞计数分析和统计学分析。
测试结果如表2所示:
由表2的测试结果可知,本发明实施例1-3制备得到的植入人体牙槽骨中的可吸收支架能够很好的促进成骨和细胞生长。由对比例1、对比例3-5与实施例3的对比可知,锂、纳米氧化铈的加入可以直接影响植入人体牙槽骨中的可吸收支架的成骨性能,鱼精蛋白包被纳米氧化铈可以进一步提升纳米氧化铈的功效。
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.用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1)以氢氧化钙、硫酸钙半水合物、碳酸锂为原料,氯化钠为模板,通过模板法与沉淀法相结合,制备得到锂掺杂碳酸盐磷灰石;
步骤(2)以锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物为原料,通过冷等静压,制备得到锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石;
步骤(3)以羟丙基甲基纤维素为交联剂,将羧甲基壳聚糖、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石采用冷冻干燥法制备多孔海绵支架;
步骤(4)以鱼精蛋白溶液、硝酸铈水溶液为原料,制备鱼精蛋白包被的纳米氧化铈;
步骤(5)将鱼精蛋白包被的纳米氧化铈吸附在多孔海绵支架上,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架。
2.根据权利要求1所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(1)中,所述锂掺杂碳酸盐磷灰石的制备方法:将氢氧化钙、硫酸钙半水合物、氯化钠、碳酸锂混合得到混合粉末,将混合粉末在15-45MPa的压力下压实,再在32-42℃下干燥20-30h,然后通入二氧化碳气体,并密封保持14-16d,得到块体混合物;块体混合物经碳酸氢钠水溶液、蒸馏水浸泡,得到多孔块;将多孔块在磷酸氢二钠水溶液中浸泡后取出,用蒸馏水冲洗,50-60℃下干燥24-30h,并研磨至粒度为45-55μm,得到锂掺杂碳酸盐磷灰石。
3.根据权利要求2所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(1)中,所述氢氧化钙、硫酸钙半水合物、氯化钠、碳酸锂的质量比为(0.5-1):(0.8-1.2):(1.3-2.2):(0.005-0.01);氯化钠的粒度为15-15μm;二氧化碳气体的通入速率为0.15-0.25L/min;将块体混合物的浸泡条件:在55-65℃下,先在0.8-1.2mol/L碳酸氢钠水溶液中浸泡45-55h,再在蒸馏水中浸泡45-55h;多孔块浸泡条件:在85-95℃下,在0.8-1.2mol/L磷酸氢二钠水溶液中浸泡14-16d。
4.根据权利要求1所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(2)中,所述锂掺杂碳酸盐磷灰石、2-羧乙基锗倍半氧化物的质量比为100:(0.5-2.5);冷等静压条件:在180-220MPa的压力下冷等静压并保持25-35min,然后缓慢减压至1个大气压。
5.根据权利要求1所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(3)中,所述多孔海绵支架的制备方法:将羟丙基甲基纤维素与水以1:(20-30)的质量比混合,在200-350r/min的转速下搅拌20-40min,加入锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石,在室温下继续搅拌30-60min,再加入羧甲基壳聚糖、乙酸,继续搅拌直至混合体系均匀并形成浓稠的浆液,浆液经超声处理后加入模具中,先低温保存,再冷冻干燥,得到支架,将支架先用0.15-0.2mol/L氢氧化钠水溶液浸泡处理20-40min,再依次用无菌磷酸盐缓冲液、蒸馏水洗涤,最后在无菌条件下干燥,得到多孔海绵支架。
6.根据权利要求5所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(3)中,所述羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、乙酸、锗-锂掺杂的碳酸盐磷灰石的质量比为(0.25-0.75):(0.8-1.2):(1.8-2.2):(1-1.5);低温保存条件:在(-25)-(-15)℃下保存8-12h;冷冻干燥条件:在(-60)-(-40)℃下冷冻干燥48-64h。
7.根据权利要求1所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(4)中,所述鱼精蛋白包被的纳米氧化铈的制备方法:将25mg/mL鱼精蛋白溶液、0.1mol/L硝酸铈水溶液以0.4-0.6:1的体积比混合,在70-85℃下搅拌10-20min,用氢氧化钾将混合液的pH调至10-11,反应100-150min,将反应混合液用超纯水透析20-30h得到的颗粒转移至超滤膜中离心后,再用超纯水洗涤3-5次,得到鱼精蛋白包被的纳米氧化铈,4°C下存储备用。
8.根据权利要求1所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(5)中,所述植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备方法:将多孔海绵支架依次用乙醇、无菌磷酸盐缓冲液各浸泡20-40min,经真空除去气泡后,在3-5rpm的振动条件下在无菌磷酸盐缓冲液中浸泡20-30h,然后再加入0.1-0.3mg/mL鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液,并在35-38℃下振荡20-28h后取出,得到植入人体牙槽骨中的可吸收支架。
9.根据权利要求8所述的用于植入人体牙槽骨中的可吸收支架的制备,其特征在于,所述步骤(5)中,孔海绵支架、鱼精蛋白包被的纳米氧化铈溶液的用量比为(1-2)g:(50-80)mL。
10.根据权利要求1所述的植入人体牙槽骨中的可吸收支架的应用,其特征在于,用于牙齿修复、牙齿种植材料中。
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