專利名稱：微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法，具體說是以豬松質(zhì)骨為原料，經(jīng)過煅燒球磨等處理制備成微米級羥基磷灰石，再與殼聚糖共混制備復(fù)合膜， 屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石是骨中無機(jī)物的主要組成成分，具有良好的生物相容性，在骨移植材料和骨組織工程支架材料中，因能與骨形成很強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合具有骨傳導(dǎo)作用而被廣泛應(yīng)用。煅燒骨的主要成分是羥基磷灰石，它完全消除了異種生物骨的免疫原性，孔隙與松質(zhì)骨的結(jié)構(gòu)相似，有良好的孔與孔之間的交通，有利于成骨細(xì)胞、血管的長入，以直接成骨為主。 然而，單一羥基磷灰石在生理環(huán)境下的脆性及低疲勞強(qiáng)度限制了其在負(fù)荷下骨修復(fù)或骨替代的應(yīng)用，將制備的煅燒骨孔隙表面復(fù)合一層高分子材料可以提高其綜合性能。將羥基磷灰石與醫(yī)用高分子材料復(fù)合從而增強(qiáng)韌性并充分發(fā)揮羥基磷灰石良好的生物相容性，是羥基磷灰石復(fù)合材料的主要研究方向。殼聚糖是由甲殼類動物提取的甲殼素部分脫乙酰的產(chǎn)物，由于其良好的生物相容性和降解性能，成為在組織工程研究中被廣泛應(yīng)用的一種天然多糖。殼聚糖是自然界中少見的一種帶正電荷的堿性多糖，因具有良好的生物降解性、生物相容性、無毒性、無刺激性被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是殼聚糖缺乏骨鍵合生物活性，從而限制了其在骨組織工程中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服單一羥基磷灰石在生理環(huán)境下的脆性及低疲勞強(qiáng)度以及殼聚糖缺乏骨鍵合活性的缺點，本發(fā)明提供一種制備微米級羥基磷灰石和殼聚糖的復(fù)合膜材料的方法。 為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法，包括下列步驟(1)以松質(zhì)骨為原料，經(jīng)過脫脂脫蛋白再煅燒制備羥基磷灰石；(2)利用球磨方式制備微米級羥基磷灰石；(3)稱取重量配比在6 4至3 7之間的微米級羥基磷灰石和殼聚糖；(4)將微米級羥基磷灰石均質(zhì)分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合；(5)通過流延溶劑揮發(fā)法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜。作為優(yōu)選實施方式，脫脂脫蛋白的方法為通過雙氧水和乙醚循環(huán)浸泡進(jìn)行，煅燒溫度為800-1100°C ；制備微米級羥基磷灰石采用的球磨方法為在行星式球磨機(jī)中進(jìn)行，球磨介質(zhì)為不同直徑剛玉球的混合物，球的直徑分別為8mm、5mm、3mm ；微米級羥基磷灰石的粒徑在1-2 μ m范圍內(nèi)；制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖進(jìn)行共混。本發(fā)明的有益效果是為了解決整塊煅燒骨和殼聚糖界面結(jié)合強(qiáng)度差的問題，本發(fā)明將煅燒骨進(jìn)行球磨以減小羥基磷灰石的粒徑再與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合。采用本發(fā)明的方法制備的復(fù)合膜的拉伸力學(xué)性能較好，最高可達(dá)到斷裂應(yīng)力最高可達(dá)6. OMPa，斷裂應(yīng)變在 69-130%之間。將成骨前體細(xì)胞MC3T3-E1細(xì)胞在所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜上進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果表明本發(fā)明的復(fù)合膜具有良好的細(xì)胞相容性。


圖1是微米級羥基磷灰石的紅外光譜圖。圖2是不同配比的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變圖，每條曲線表征一種配比的樣品。圖3是微米級羥基磷灰石在殼聚糖中的分布電鏡圖。圖4是成骨前體細(xì)胞MC3T3-E1在微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜上培養(yǎng)后的電鏡圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明中煅燒骨是以松質(zhì)骨為原料，經(jīng)過脫脂脫蛋白再煅燒的方法制備而成，脫脂脫蛋白的方法為通過雙氧水和乙醚循環(huán)浸泡進(jìn)行，煅燒溫度為800-1100°C，球磨在行星式球磨機(jī)中進(jìn)行，采用剛玉球為球磨介質(zhì)。所述羥基磷灰石的粒徑通過激光歷經(jīng)分析儀進(jìn)行分析確定在1-2 μ m范圍內(nèi)。本發(fā)明復(fù)合膜的制備方法采用共混后流延溶劑揮發(fā)法制備而成。微米級羥基磷灰石和殼聚糖的比例(重量比)為6 4，5 5,4 6,3 7。將微米級羥基磷灰石均質(zhì)分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合后采用共混后流延溶劑揮發(fā)法制備成復(fù)合膜。復(fù)合膜的拉伸力學(xué)性能為斷裂應(yīng)力在1. 7-6. OMI^a范圍內(nèi)，斷裂應(yīng)變在69-130%之間。將成骨前體細(xì)胞MC3T3-E1細(xì)胞在所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜上進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果表明所述復(fù)合膜具有良好的細(xì)胞相容性。實施例一市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質(zhì)骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚循環(huán)脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。800°C煅燒，球磨參數(shù)為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為4 4 2，球磨速率170r/min，球磨時間為lh，球磨后經(jīng)過濾干燥制得微米級羥基磷灰石。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以6 4的比例進(jìn)行共混，通過流延溶劑揮發(fā)法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜。微米級羥基磷灰石在殼聚糖中的分布如圖3所示。實施例二市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質(zhì)骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚循環(huán)脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。1000°C煅燒，球磨參數(shù)為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為4 4 2，球磨速率230r/min，球磨時間為2. 5h，球磨后經(jīng)過濾干燥制得微米級羥基磷灰石，其紅外光譜圖如圖1所示。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以5 5的比例進(jìn)行共混，通過流延溶劑揮發(fā)法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜。實施例三市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質(zhì)骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚
4循環(huán)脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。800°C煅燒，球磨參數(shù)為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為3 3 4，球磨速率沈01·/!^!!，球磨時間為2. 5h，球磨后經(jīng)過濾干燥制得微米級羥基磷灰石。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以3 7的比例進(jìn)行共混，通過流延溶劑揮發(fā)法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜，其拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖2 所示。實施例四市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質(zhì)骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚循環(huán)脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。1100°C煅燒，球磨參數(shù)為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為4 3 3，球磨速率230r/min，球磨時間為lh，球磨后經(jīng)過濾干燥制得微米級羥基磷灰石。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以3 7的比例進(jìn)行共混，通過流延溶劑揮發(fā)法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜。在復(fù)合膜上接種成骨前體細(xì)胞 MC3T3-E1，細(xì)胞在微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜上的伸展?fàn)顟B(tài)如圖4所示。盡管結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了上述描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明的宗旨下做出的許多變形，均屬于本發(fā)明的保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1.一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法，包括下列步驟(1)以松質(zhì)骨為原料，經(jīng)過脫脂脫蛋白再煅燒制備羥基磷灰石；(2)利用球磨方式制備微米級羥基磷灰石；(3)稱取重量配比在6 4至3 7之間的微米級羥基磷灰石和殼聚糖；(4)將微米級羥基磷灰石均質(zhì)分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合；(5)通過流延溶劑揮發(fā)法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法，其特征在于， 脫脂脫蛋白的方法為通過雙氧水和乙醚循環(huán)浸泡進(jìn)行，煅燒溫度為800-1100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，制備微米級羥基磷灰石采用的球磨方法為在行星式球磨機(jī)中進(jìn)行，球磨介質(zhì)為不同直徑剛玉球的混合物，球的直徑分別為8mm、5mm、3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，微米級羥基磷灰石的粒徑在1-2 μ m范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜，其特征在于制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖進(jìn)行共混。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，涉及一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合膜的制備方法。首先以豬松質(zhì)骨為原料，通過脫脂脫蛋白處理后煅燒、球磨制備微米級羥基磷灰石，再將微米級羥基磷灰石通過超聲分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合，通過流延溶劑揮發(fā)法制備本發(fā)明材料。在本發(fā)明制備的材料中，微米級羥基磷灰石在殼聚糖中分散均勻，成骨前體細(xì)胞MC3T3-E1在該復(fù)合膜上能夠粘附、增殖。
文檔編號A61L27/12GK102276857SQ201110204259
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者侍才洪, 關(guān)靜, 張西正, 李志宏, 李瑞欣, 武繼民, 郭勇, 黃姝杰 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所