專利名稱：釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可釋氧、可降解聚合物與無機顆粒復(fù)合的多孔支架材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧是細(xì)胞成活和調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝的重要因素。無血管供應(yīng)的軟骨為缺氧組織，因此，除 軟骨細(xì)胞可以在低氧環(huán)境中存活以外，人體(包括動物)內(nèi)的其它所有的細(xì)胞都依賴于氧。 氧進入肺泡后，通過呼吸膜的彌散作用而進入血液，依靠血液中紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白的攜 帶，由血液通過血管網(wǎng)絡(luò)循環(huán)運輸?shù)饺淼慕M織中，以供細(xì)胞代謝的需要。因此適當(dāng)?shù)难?管化對組織來說是必須的。
組織工程是將具有相關(guān)功能的自體原代細(xì)胞或干細(xì)胞種植到生物相容性好的可降解支 架材料上進行復(fù)合培養(yǎng)以形成組織替代物的復(fù)合物，再將復(fù)合物移植到體內(nèi)以修復(fù)人體缺 損或功能衰竭的組織。正常細(xì)胞培養(yǎng)吋，氧的濃度高于體內(nèi)的濃度，而當(dāng)將該細(xì)胞一支架 復(fù)合體植入到組織損傷后，由于植入體部位血管化速度非常慢，l.Ocm厚的支架需要幾個 星期才能形成血管，細(xì)胞突然承受體內(nèi)低氧濃度環(huán)境而導(dǎo)致死亡。有文獻表明一定數(shù)量的 氧可以促進細(xì)胞的存活及血管的形成，過量的氧則起反作用。另一方面，人工骨修復(fù)長段 骨缺損時常因兩端血管不能爬行對接，骨細(xì)胞因缺乏氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物無法得到 交換而不能長入人工骨內(nèi)部而導(dǎo)致失敗。因此，具有釋氧功能的支架材料有望解決這些問 題。
組織工程支架不僅為特定細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支撐作用，而且還起到模板作用，引導(dǎo)組織再 生和控制組織結(jié)構(gòu)。因此，支架材料必須具有適當(dāng)孔徑、較高的孔隙率和良好的連通性， 以便于細(xì)胞的遷移長入、營養(yǎng)物質(zhì)的傳送及代謝產(chǎn)物的交換，而支架的結(jié)構(gòu)取決于多孔支 架的制備方法。目前，聚合物多孔支架材料的制備方法主要有纖維粘結(jié)、溶劑澆鑄一粒 子瀝濾、相分離一乳化、氣體發(fā)泡、快速成型等。其中，溶液澆鑄一粒子瀝濾法和相分離 法對實驗設(shè)備和實驗條件要求較低，工藝參數(shù)容易調(diào)整和控制，已成為組織工程用多孔支 架的常用制備技術(shù)。
溶劑澆鑄一粒子瀝濾法可通過控制致孔劑的形態(tài)、大小以及致孔劑與聚合物材料的比 例來調(diào)節(jié)支架的孔徑和孔隙率。但這種方法不適合用于制備大體積的支架，孔隙間連通性 差；采用熱致相分離法獲得的多孔支架材料具有良好的孔連通性，但孔徑不易控制。采用 溶液澆鑄一粒子瀝濾法和熱致相分離相結(jié)合的方法制備組織工程用多孔支架材料，結(jié)合了 兩種方法的優(yōu)點，操作過程簡單，有望得到具有合適孔徑、孔隙率高和良好孔連通性的聚 合物多孔支架材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有釋氧性能、孔徑合適、親水性好、孔徑可控、孔隙率
4高、孔連通性好的多孔無機/有機復(fù)合支架材料，本發(fā)明再一個目的是提供一種制備所述支 架材料的方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是 一種多孔無機/有機復(fù)合支架材料，其特征在于，該支
架材料為釋氧型，它是通過無機過氧化物、無水磷酸氫鹽與可降解聚合物復(fù)合形成的多孔 支架材料，含有非離子表面活性劑，其中，過氧化物的重量為可降解聚合物重量的1%
10%，無水磷酸氫鹽與過氧化物的摩爾比為1.0 2.0: 1，非離子表面活性劑為可降解聚合 物重量的10% 40%;
其中，所說的過氧化物為過氧化鈣(Ca02)、過氧化鎂(Mg02)、過碳酸鈉 (Na2C03'1.5H202)、過氧化鍶(Sr02)、過氧化鋇(Ba02)、過氧化鉀(K202 )、過氧化(Na202)、 碳酸酰胺過氧化氫中的至少一種；
所說的無水磷酸氫鹽為磷酸氫鈣(CaHP04)、磷酸氫鎂(MgHP04)、磷酸氫鈣 (BaHPO"、磷酸氫鈣(SrHP04)中的至少一種；
所用的可降解聚合物是聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙烯酸(PVA)、聚羥基乙 酸(PGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、羥基乙酸和乳酸的共聚物(PLGA)、聚羥基丁酸酯(PHB)及其共 聚物、聚氨酯(PU)、聚酸酐(PSA)、聚膦腈、聚酰胺(PA)、聚二氧雜環(huán)己酮(PDS)、聚碳酸 酐、三次甲基碳酸酯、殼聚糖、膠原、或者上述聚合物的混合物或共聚物；包括上述聚合 物的不同空間結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物等，如右旋聚乳酸(PLLA)、左旋聚乳酸(PDLA)和消旋聚乳 酸(PDLLA);
所說的非離子表面活性劑為.Pluronic型(聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯)的三嵌段共 聚物Pluronic F127、 Pl咖nicP123、 Plu腿ic F108或Pluronic L64。
本發(fā)明的多孔無機/有機復(fù)合支架材料含有直徑為100 500nm大孔，大孔壁的內(nèi)部含 有直徑為0.1 8(Vm的微孔，支架材料孔隙率大于90%。
本發(fā)明的復(fù)合多孔支架材料在含水介質(zhì)及體內(nèi)環(huán)境中的釋氧速度、釋氧量和釋氧持續(xù) 時間由過氧化物的種類、含量所決定。
本發(fā)明的釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料的制備方法，其特征在于，采用溶劑澆 鑄一粒子瀝濾法與熱致相分離法相結(jié)合的方法制備，其制備步驟是
(1) 將非離子表面活性劑加入到有機溶劑I中，其重量為步驟3)加入可降解聚合物
重量的10% 40%，室溫ao 3o。c，下同)攪拌，完全溶解形成透明混合溶液；
(2) 在上述混合溶液中分別加入過氧化物和無水磷酸氫鹽顆粒，過氧化物的重量為步 驟3)加入可降解聚合物重量的1% 10%，無水磷酸氫鹽的加入量與過氧化物的摩爾比為 1.0 2.0: 1，于30 50'C水溶液中超聲振蕩，分散成均勻的懸溶液；
(3) 在上述懸浮液中按5 15g/100mL加入可降解聚合物，在60 80°C的油浴中加熱磁 力攪拌，直至聚合物完全溶解，過氧化物和磷酸氫鹽顆粒均勻的分散在溶液屮，形成均勻 的有機/無機混合懸浮體；
(4) 采用懸浮分散法制備粒徑為100pm 50(^m的石蠟微粒致孔劑；
(5) 將步驟3)得到的懸浮體按石蠟微粒與懸浮體的比例為1 3g/mL，在20 50'C的溫度下倒入盛有石蠟微粒的模具中，于室溫靜置0.5 3h，然后置入一20^^ — 7(TC低溫冰 箱中固化成型，發(fā)生相分離；
(6) 將步驟5)的產(chǎn)物置于真空冷凍干燥機中，一40 一50'C下抽真空，冷凍干燥24 36h，以徹底除去有機溶劑T ;
(7) 將歩驟6)所得產(chǎn)物置入有機溶劑II中，在恒溫振蕩機中振蕩24 48h,去除其中 致孔劑顆粒；
(8) 將步驟7)產(chǎn)物置于真空冷凍干燥機中，抽真空，一40 一50。C冷凍干燥24 48h， 以徹底去除有機溶劑II ，得到釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料；
其中，所述的有機溶劑I為1，4一二氧六環(huán)、四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、1，3-二氧戊 環(huán)、乙酸、蟻酸、二甲亞砜、甲酸乙酯或苯甲醇，用于溶解可降解聚合物；所說的有機溶 劑II為正己烷、正丁烷、正戊垸或正癸垸，用于石蠟微球的溶解瀝濾。
本發(fā)明中，懸浮法制備石蠟微球采用以下方法將固體石蠟和濃度為1 15mg/mL的 分散劑水溶液同時加熱到60 100 °C，直至石蠟完全溶化，分散劑溶液溫度穩(wěn)定后，以石 蠟/分散劑水溶液比為l~20g/200mL，將分散劑水溶液倒入盛有液體石蠟的燒杯屮，高速攪 拌，使石蠟分散成石蠟小液滴，然后迅速倒入冰水中，得到石蠟微球；其中，所述的分散 劑包括聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、明膠、十二垸基磺酸鈉、油酸三乙醇胺、聚 乙烯吡咯烷酮、吐溫20、吐溫60或吐溫80表面活性劑。
采用國標(biāo)試驗篩對石蠟微球進行分級，得到不同粒徑大小石蠟微球100nm以下，100 200, 200 350,、 350 500pm。
通過石蠟微球的粒徑、可降解聚合物溶液的濃度、可降解聚合物溶液與石蠟微球的用 量可以調(diào)整復(fù)合多孔支架的大孔尺寸和孔隙率。
本發(fā)明中室溫為10 30°C，常溫為5 50°C。
本發(fā)明通過溶劑澆鑄/粒子瀝濾法和熱致相分離法相結(jié)合，得到的孔徑可控，孔徑分布 為大于0 500pm，高孔隙率>90%和孔高度貫通的多孔無機/有機復(fù)合支架材料，操作方 便。本發(fā)明所制備的復(fù)合多孔支架材料最顯著的特點是其在細(xì)胞復(fù)合培養(yǎng)過程中或植入到 體內(nèi)后可以持續(xù)釋放氧氣，可在缺氧部位滿足細(xì)胞新陳代謝的需要。
本發(fā)明所制備的多孔無機/有機復(fù)合支架材料的另一個顯著特點是，大孔的尺寸由致孔 劑石蠟微球的尺寸決定，大孔間(孔壁中)均勻的分布著熱致相分離所產(chǎn)生的小孔。非離 子表面活性劑的加入調(diào)整了相分離的過程，可以調(diào)整孔壁間的孔徑大小，并使所得的支架 材料表面具有良好的親水性，有利于細(xì)胞的粘附和生長。
本發(fā)明所制備的多孔無機/有機復(fù)合支架材料的另一個顯著特點是，過氧化物均勻分散 在支架的聚合物中，可改善聚合物的機械性能，而被包裹的過氧化物可隨聚合物的降解緩 慢釋放氧氣，釋氧后的堿性水化產(chǎn)物可以中和聚合物降解所產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物。另一方面， 少量無水磷酸氫鹽的加入不僅可以中和部分堿性水化產(chǎn)物并調(diào)節(jié)聚合物的降解速度，還可 形成磷灰石，改善材料的生物相容性，提高材料的生物活性，促進細(xì)胞的粘附、常增殖、遷移和生長，提高骨結(jié)合能力。


圖1是本發(fā)明釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料的制備工藝流程圖 圖2是利用溶劑澆鑄/粒子瀝濾法和熱致相分離法相結(jié)合制備的聚合物為PLLA復(fù)合多 孔支架材料低倍掃描電鏡照片。石蠟微球的粒徑為100 450pm， PLLA的濃度為0.1g/mL， 石蠟微球用量與PLLA溶液的體積比為1:1, CaCb的含量為PLLA的3%，無水磷酸氫鈣 加入量與過氧化鈣摩爾比是2:3 。
圖3是圖2復(fù)合多孔支架材料的的高倍掃描電鏡照片。
圖4是Ca02含量為PLLA的3%時，多孔無機/有機復(fù)合支架材料在流動的模擬體液 中的氧氣釋放曲線。
圖5是MgCb含量為PLLA的3%時，多孔無機/有機復(fù)合支架材料浸泡在模擬體液中 的氧氣釋放曲線。
圖6是Mg02含量為PLLA的5%時，多孔無機/有機復(fù)合支架材料浸泡在模擬體液中 的氧氣釋放曲線。
具體實施例方式
實施例1
采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55t;的塊狀石蠟10g，量取濃度5mg/mL 的聚乙烯醇水溶液100 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為80 。C的烘箱中，保持lh， 直至石蠟完全溶化，聚乙烯醇溶液溫度穩(wěn)定后，將聚乙烯醇溶液倒入盛有液體石蠟的燒杯 中，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入200mL的冰水。使石蠟小 液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4~5遍，除去其中雜質(zhì)。把所得石 蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 500tim的球形微粒，然后在真空干燥箱中干燥。
稱取2g Pluronic F127加入100ml的1,4-二氧六環(huán)中，在25'C下攪拌使其完全溶解。 在此溶液中含有0.3g Ca02禾H 0.85g CaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5(xm，于30'C水溶液中超 聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPLLA，在70'C的油浴中加熱攪拌，直至聚 合物完全溶解，形成均勻的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為1.5g/ml 懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，在室溫靜置3h，使溶液均勻的滲透 到石蠟顆粒中，將模具一起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫12h，使其固化徹底。將固體 混合物從模具中取出后，置于冷凍干燥機中，-50"冷凍干燥2411以徹底脫除1,4-二氧六環(huán)。 將樣品置入盛有正己烷的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩24h,以洗除材料中的石蠟微粒。再 次將樣品置入冷凍干燥機中，-50^冷凍干燥3611，去除正己垸，得到多孔無機/有機復(fù)合支 架材料。支架中既含有因石蠟微粒產(chǎn)生的直徑100 500nm的大孔(圖2)，孔壁的內(nèi)部也 含有因熱致相分離過程而產(chǎn)生的直徑為10 80pm的微孔(圖3)，支架材料具有良好的貫 通性。將該支架在模擬體液中浸泡，檢測到其具有良好的持續(xù)釋氧性(圖4)。實施例2
采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度5mg/mL 的聚乙烯醉水溶液150 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為80 'C的烘箱中，保持lh， 直至石蠟完全溶化，聚乙烯醇溶液溫度穩(wěn)定后，將聚乙烯醇溶液倒入盛有液體石蠟的燒杯 巾，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入200mL的冰水。使石蠟小 液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4 5遍，除去其中雜質(zhì)。把所得石 蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 50(Him的球形微粒，然后在真空干燥箱中干燥。
稱取3g PIuronic F127加入100ml的1,4-二氧六環(huán)中，在25'C下攪拌使其完全溶解。 在此溶液中含有0.3g MgO2和1.0g CaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5pm，于3(TC水溶液中超 聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPLLA，在70'C的油浴中加熱攪拌，直至聚 合物完全溶解，形成均勻的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為1.5g/mL 懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置3h，使溶液均勻的滲透到 石蠟顆粒中，將模具一起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫12h，使其固化徹底。將固體混 合物從模具巾取出后，置于冷凍干燥機中，-50匯冷凍十燥2411以徹底脫除1，4-二氧六環(huán)。 將樣品置入盛有正己垸的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩24h，以洗除材料中的石蠟微粒。再 次將樣品置入冷凍干燥機中，冷凍干燥36h，去除正己烷，得到釋氧型多孔無機/有機復(fù)合 支架材料。將該支架在模擬體液中浸泡，檢測到其具有良好的持續(xù)釋氧性(圖5)。 實施例3
采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度5mg/mL 的聚乙烯醇水溶液200mL,將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為80 "C的烘箱中，保持1.5h， 直至石蠟完全溶化，聚乙烯醇溶液溫度穩(wěn)定后，將聚乙烯醇溶液倒入盛有液體石蠟的燒杯 中，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入250mL的冰水。使石蠟小 液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4~5遍，除去其中雜質(zhì)。把所得石 蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 500nm的球形微粒，然后在真空干燥箱中干燥。
稱取4g Pluronic F127加入100ml的1,4-二氧六環(huán)中，在25"下攪拌使其完全溶解。 在此溶液中含有0.5g Mg02和1.8g CaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5tim，于3(TC水溶液中超 聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPLLA，在70。C的油浴中加熱攪拌，直至聚 合物完全溶解，形成均勻的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為1.5g/mL 懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置3h,使溶液均勻的滲透到 石蠟顆粒中，將模具一起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫12h，使其固化徹底。將固體混 合物從模具中取出后，置于冷凍千燥機中，-50°。冷凍干燥2411以徹底脫除1,4-二氧六環(huán)。 將樣品置入盛有正己烷的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩24h，以洗除材料中的石蠟微粒。再 次將樣品置入冷凍干燥機中，-5(TC冷凍干燥36h，去除正己烷，得到釋氧型多孔無機/有機 復(fù)合支架材料。將該支架在模擬體液中浸泡，檢測到其具有良好的持續(xù)釋氧性(圖6)。 實施例4采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度 15mg/mL的明膠水溶液100 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為70 'C的烘箱中，保持 2h，直至石蠟完全溶化，明膠溶液溫度穩(wěn)定后，將明膠溶液倒入盛有液體石蠟的燒杯中， 高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入150mL的冰水。使石蠟小液滴 速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4~5遍，除去其中雜質(zhì)。把所得石蠟顆 粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 500pm的球形微粒，然后在真空干燥箱中干燥。
稱取lg Pluronic F127加入100ml的四氫呋喃中，在20。C下攪拌使其完全溶解。在此 溶液中含有0.2g Ca02、 0.3g MgCh和1.6g CaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5fim，于30。C水溶 液中超聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPGA，在7(TC的油浴中加熱攪拌， 直至聚合物完全溶解，形成均勻的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為 2.0g/mL懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置2h，使溶液均勻 的滲透到石蠟顆粒中，將模具一起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫24h，使其固化徹底。 將固體混合物從模具中取出后，置于冷凍干燥機中，-50'。冷凍干燥2411以徹底脫除四氫呋 喃。將樣品置入盛有正丁烷的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩36h，以洗除材料中的石蠟微粒。 再次將樣品置入冷凍干燥機中，-50"冷凍干燥36h，去除正丁烷，得到釋氧型多孔無機/ 有機復(fù)合支架材料。 實施例5
采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度 10mg/mL的聚乙二醇水溶液150 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為70 'C的烘箱中， 保持lh，直至石蠟完全溶化，聚乙二醇溶液溫度穩(wěn)定后，將聚乙二醇溶液倒入盛有液體石 蠟的燒杯中，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入200mL的冰水。 使石蠟小液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4~5遍，除去其中雜質(zhì)。 把所得石蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 500pm的球形微粒，然后在真空干燥箱 中干燥。
稱取2g Pluronic P123加入100ml的1,3-二氧戊環(huán)中，在2(TC下攪拌使其完全溶解。 在此溶液中含有0,2gCaO2、 0.2gSr02和0.9gCaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5pm，于30。C水 溶液中超聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPLGA，在8CTC的油浴中加熱攪 拌，直至聚合物完全溶解，形成均勻的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量 為1.0g/mL懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置2h，使溶液均 勻的滲透到石蠟顆粒中，將模具一起于-70'C下速凍固化成型，并保溫24h，使其固化徹底。 將固體混合物從模具中取出后，置于冷凍干燥機中，-5(TC冷凍干燥36h以徹底脫除1,3-二氧戊環(huán)。將樣品置入盛有正癸垸的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩36h，以洗除材料中的石 蠟微粒。再次將樣品置入冷凍干燥機中，-50匸冷凍干燥2411，去除正癸垸，得到釋氧型多 孔無機/有機復(fù)合支架材料。 實施例6粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度 10mg/mL的羧甲基纖維素水溶液150 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為80 'C的烘箱 中，保持1.5h，直至石蠟完全溶化，羧甲基纖維素溶液溫度穩(wěn)定后，將羧甲基纖維素溶液 倒入盛有液體石蠟的燒杯中，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入 100mL冰水。使石蠟小液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4~5遍，除 去其中雜質(zhì)。把所得石蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 50(^m的球形微粒，然后 在真空干燥箱中干燥。
稱取lg Pluronic F108加入100ml的二氯甲垸中，在25。C下攪拌使其完全溶解。在此 溶液中含有0.1gCaO2和0.3gMgHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5pm，于30'C水溶液中超聲振蕩 至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPDLA，在8(TC的油浴中加熱攪拌，直至聚合物 完全溶解，形成一的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為2.5g/mL懸浮體， 將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置2h，使溶液均勻的滲透到石蠟顆粒 中，將模具一起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫24h，使其固化徹底。將固體混合物從模 具中取出后，置于冷凍干燥機中，-5(rC冷凍干燥24h以徹底脫除有二氯甲烷。將樣品置入 盛有正戊烷的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩48h，以洗除材料中的石蠟微粒。再次將樣品置 入冷凍干燥機中，-5(TC冷凍干燥36h，去除正戊烷，得到釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材 料。
實施例7
采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度 15mg/mL的吐溫20水溶液150 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為70 'C的烘箱中， 保持lh，直至石蠟完全溶化，吐溫20溶液溫度穩(wěn)定后，將吐溫20溶液倒入盛有液體石蠟 的燒杯中，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入100mL的冰水。使 石蠟小液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4 5遍,除去其中雜質(zhì)。把 所得石蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 50(Him的球形微粒，然后在真空干燥箱中 干燥。
稱取3g PluronicL64加入100ml的乙酸中，在22'C下攪拌使其完全溶解。在此溶液中 含0.6g Mg02和2.2g CaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5^mi，于3(TC水溶液中超聲振蕩至分散 形成均勻的懸浮液，然后加入10g殼聚糖，在8(TC的油浴中加熱攪拌，直至聚合物完全溶 解，形成均勻的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為3.0g/mL懸浮體，將 懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置2h,使溶液均勻的滲透到石蠟顆粒中， 將模具一起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫24h，使其固化徹底。將固體混合物從模具中 取出后，置于冷凍干燥機中，-50°0冷凍干燥3611以徹底脫除乙酸。將樣品置入盛有正戊烷 的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩48h，以洗除材料中的石蠟微粒。再次將樣品置入冷凍T燥 機中，-50°0冷凍干燥36h，去除正戊垸，得到釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料。
實施例8采用懸浮法制備石蠟球形微粒。稱取熔點為55 'C的塊狀石蠟10g，量取濃度8mg/mL 的油酸三乙醇胺水溶液150 mL，將上述兩樣物品置入溫度設(shè)置為80 。C的烘箱中，保持 1.5h，直至石蠟完全溶化，油酸三乙醇胺溶液溫度穩(wěn)定后，將羧甲基纖維素溶液倒入盛有 液體石蠟的燒杯中，高速攪拌，使石蠟分散成無數(shù)的石蠟小液滴。然后迅速倒入150mL冰 水。使石蠟小液滴速凝形成石蠟微球顆粒。用蒸餾水沖洗石蠟顆粒4~5遍，除去其中雜 質(zhì)。把所得石蠟顆粒經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)篩分級，得到100 500pm的球形微粒，然后在真空干 燥箱屮干燥。
稱取2g Pluronic F108加入100ml的苯甲醇中，在25。C下攪拌使其完全溶解。在此溶 液中含有0.3gMgO2、0.1gNa2CO3.1.5H2O2和l.Og CaHP04顆粒，顆粒粒徑〈0.5)im，于30°C 水溶液中超聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入10gPHB，在8(TC的油浴中加熱攪 拌，直至聚合物完全溶解，形成一的懸浮體。在聚四氟乙烯模具中，按石蠟微球的用量為 2.0g/mL懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的模具中，室溫靜置2h，使溶液均勻 的滲透到石蠟顆粒中，將模具起于-7(TC下速凍固化成型，并保溫24h，使其固化徹底。 將固體混合物從模具中取出后，置于冷凍干燥機中，-50°。冷凍干燥2411以徹底脫除有苯甲 醇。將樣品置入盛有正己垸的燒杯中在恒溫振蕩器中振蕩36h，以洗除材料中的石蠟微粒。 再次將樣品置入冷凍干燥機屮，-50'C冷凍干燥24h，去除正己垸，得到釋氧型多孔無機/ 有機復(fù)合支架材料。 實施例9
采用實施例1相同方法制備石蠟球形微粒，得到100 500|^m的球形微粒。 稱取2g Pluronic F108加入100ml的苯甲醇中，在25"下攪拌使其完全溶解。在此溶 液中含有0.45g Mg02、 0.45g Ca02、 0.1 g Ba02、 1.4g CaHP04、 1.2g MgHP04禾卩0.6g BaHP04 顆粒，顆粒粒徑〈0.5^im，于30'C水溶液中超聲振蕩至分散形成均勻的懸浮液，然后加入 10g膠原，在80'C的油浴中加熱攪拌，直至聚合物完全溶解，形成一的懸浮體。在聚四氟 乙烯模具中，按石蠟微球的用量為2.0g/mL懸浮體，將懸浮體倒入盛有石蠟微粒致孔劑的 模具中，室溫靜置2h，使溶液均勻的滲透到石蠟顆粒中，將模具一起于-70'C下速凍固化 成型，并保溫24h，使其固化徹底。將固體混合物從模具中取出后，置于冷凍干燥機中， -5(TC冷凍干燥24h以徹底脫除有苯甲醇。將樣品置入盛有正己烷的燒杯中在恒溫振蕩器中 振蕩36h，以洗除材料中的石蠟微粒。再次將樣品置入冷凍干燥機中，-50°0冷凍干燥2411， 去除正己烷，得到釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料。
權(quán)利要求
1.一種多孔無機/有機復(fù)合支架材料，其特征在于，該支架材料為釋氧型，它是通過無機過氧化物、無水磷酸氫鹽與可降解聚合物復(fù)合形成的多孔支架材料，含有非離子表面活性劑，其中，過氧化物的重量為可降解聚合物重量的1％～10％，無水磷酸氫鹽與過氧化物的摩爾比為1.0～2.0∶1，非離子表面活性劑為可降解聚合物重量的10％～40％，所述的過氧化物為CaO2、MgO2、Na2CO3·1.5H2O2、SrO2、BaO2、K2O2、Na2O2、碳酸酰胺過氧化氫中的至少一種；所述的無水磷酸氫鹽為CaHPO4、MgHPO4、BaHPO4、SrHPO4中的至少一種；所述的可降解聚合物為聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯酸、聚羥基乙酸、聚己內(nèi)酯、羥基乙酸和乳酸的共聚物、聚羥基丁酸酯及其共聚物、聚氨酯、聚酸酐、聚膦腈、聚酰胺、聚二氧雜環(huán)己酮、聚碳酸酐、三次甲基碳酸酯、殼聚糖、膠原及上述聚合物的混合物或共聚物；所述的非離子表面活性劑為Pluronic型的三嵌段共聚物Pluronic F127、Pluronic P123、Pluronic F108或Pluronic L64。
2、 如權(quán)利要求1所述的多孔無機/有機復(fù)合支架材料，其特征在于，該支架 材料含有直徑為100 500pm大孔，大孔壁的內(nèi)部含有直徑為0.1 80pm的微孔， 支架材料孔隙率大于90%。
3. 權(quán)利要求1所述的多孔無機/有機復(fù)合支架材料的制備方法，其特征在于， 采用溶劑澆鑄一粒子瀝濾法與熱致相分離法相結(jié)合的方法制備，其制備步驟是(1) 將非離子表面活性劑加入到有機溶劑I中，其重量為步驟3)加入可降 解聚合物重量的10% 40%，于10 30"C下攪拌，完全溶解形成透明混合溶液；(2) 在上述混合溶液中加入過氧化物，加入無水磷酸氫鹽顆粒，過氧化物的 重量為步驟3)加入可降解聚合物重量的1% 10%，無水磷酸氫鹽的加入量與過 氧化物的摩爾比為L0 2.0: 1，于30 50。C水溶液中超聲振蕩，分散成均勻的 懸溶液；(3) 在上述懸浮液中按5~15g/100mL加入可降解聚合物，在60 80。C的油浴 中加熱磁力攪拌，直至聚合物完全溶解，過氧化物和磷酸氫鹽顆粒均勻的分散在 溶液中，形成均勻的有機/無機混合懸浮體；(4) 采用懸浮分散法制備粒徑為100nm 500nm的石蠟微粒致孔劑；(5) 將步驟3)得到的懸浮體按石蠟微粒與懸浮體的比例為1 3g/mL，在20 5(TC的溫度下倒入盛有石蠟微粒的模具中，室溫靜置0.5 3h，然后置入一20 —7(TC低溫冰箱中固化成型，發(fā)生相分離；(6) 將步驟5)的產(chǎn)物置于真空冷凍干燥機中，于一40 一5(TC下抽真空， 冷凍干燥24 36h，以徹底除去有機溶劑I ;(7) 將步驟6)所得產(chǎn)物置入有機溶劑II中，在恒溫振蕩機中振蕩24 48h， 去除其中致孔劑顆粒；(8) 將步驟7)產(chǎn)物置于真空冷凍干燥機中，抽真空，一40 一50'C冷凍干 燥24 48h，以徹底去除有機溶劑II，得到釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料；其中，所述的有機溶劑I為1,4—二氧六環(huán)、四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、1,3-二氧戊環(huán)、乙酸、蟻酸、二甲亞砜、甲酸乙酯或苯甲醇；有機溶劑II為正己烷、 正丁烷、正戊烷或正癸烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔無機/有機復(fù)合支架材料的制備方法，其特征在 于，所述的懸浮法制備石蠟微球是將固體石蠟和濃度為1 15mg/mL的分散劑 水溶液同時加熱到60 100 'C，直至石蠟完全溶化，分散劑水溶液溫度穩(wěn)定后， 以石蠟與分散劑水溶液比為l~20g/200mL，將分散劑水溶液倒入盛有液體石蠟的 燒杯中，高速攪拌，使石蠟分散成石蠟小液滴，然后迅速倒入冰水中，得到石蠟 微球。其中，所述的分散劑包括聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、明膠、十二 烷基磺酸鈉、油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯垸酮、吐溫20、吐溫60或吐溫80。
全文摘要
一種釋氧型多孔無機/有機復(fù)合支架材料，由無機過氧化物、無水磷酸氫鹽與可降解聚合物復(fù)合而成，含有非離子表面活性劑，其中，過氧化物量為可降解聚合物重量的1％～10％，無水磷酸氫鹽與過氧化物的摩爾比為1.0～2.0∶1，非離子表面活性劑為可降解聚合物重量的10％～40％，支架材料孔隙率大于90％。其制備是先制備石蠟微球，制備由非離子表面活性劑、過氧化物、無水磷酸氫鹽和可降解聚合物組成的均勻懸浮體，倒入盛有石蠟微粒的模具中，然后冷凍成型，冷凍干燥去除有機溶劑，用有機溶劑除去石蠟微粒致孔劑即得。本支架材料具有持續(xù)釋氧性、良好的生物相容性、生物降解性、生物活性和親水性等優(yōu)點，適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域及組織工程領(lǐng)域。
文檔編號A61L27/44GK101549176SQ20091006199
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者平 張, 戴紅蓮, 李世普, 毛恩亮, 軍 雷, 韓穎超 申請人:武漢理工大學(xué)