一種人工骨骼材料及其制備方法
【專利摘要】一種人工骨骼材料及其制備方法，其中人工骨骼材料由動物膠原蛋白、殼聚糖、羥基磷灰石和硫酸鈣復(fù)合而成。制備方法：將一定量的膠原蛋白溶于鹽酸溶液中。將一定量的殼聚糖溶于鹽酸溶液中。將膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液混合，用氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和。將羥基磷灰石粉末與硫酸鈣粉末加入到上步的混合溶液中，用高速攪拌設(shè)備攪拌至糊狀。將糊狀物通過擠壓設(shè)備擠壓進(jìn)模具中。成型的混合物，經(jīng)過低溫冷凍干燥處理后，無菌條件下密封分裝，輻照滅菌后即得成品。該人工骨骼材料具有滿足臨床需求的力學(xué)強度、良好的生物相容性和體內(nèi)可吸收性，并且通過調(diào)整羥基磷灰石粉末與硫酸鈣粉末的混合比例來實現(xiàn)其在體內(nèi)的降解吸收速率。
【專利說明】一種人工骨骼材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，尤其涉及一種降解速率可控的人工骨骼材料及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 疾病、事故和突發(fā)事件造成的人體創(chuàng)傷中，有相當(dāng)大的比例會造成骨骼損傷，另外 先天性的骨缺損以及各種骨病造成的骨缺損，都需要移植骨骼進(jìn)行治療。目前臨床通常使 用自體骨骼移植和異體骨骼移植進(jìn)行治療，自體骨骼移植效果良好，沒有排異反應(yīng)，新骨的 生長不受影響，移植骨成活率高，但是存在如下缺點：1、二次創(chuàng)傷給病人帶來一定的痛苦且 只能解決小體積的骨缺損問題。2、異體骨骼的移植通常存在的問題是排異反應(yīng)較為明顯， 且降解緩慢，新生骨的體積偏小。另外：目前市場上現(xiàn)有的人工骨骼種類較多，包括金屬材 料、生物陶瓷、有機無機復(fù)合材料等，但是這些人工骨骼都存在力學(xué)性能較差、骨傳導(dǎo)和骨 誘導(dǎo)能力不足等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有人工骨骼存在的力學(xué)性能差，骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)能力不足及新骨移植 存在的二次創(chuàng)傷及智能解決小問題和異體骨骼移植通常存在的問題是排異反應(yīng)較為明顯， 且降解緩慢，新生骨的體積偏小的問題，本發(fā)明提供一種降解速率可控的工骨骼材料。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種人工骨骼材料，由動物膠原蛋白、殼聚糖、羥基磷灰石和硫酸鈣復(fù)合而成；其中 各成分的重量百分比為：膠原蛋白20%-25%、殼聚糖2%-5%、羥基磷灰石60%-70%和硫酸鈣 5%-10%。
[0005] -種人工骨骼材料的制備方法，包括如下步驟： 1 )、將一定量的醫(yī)用級膠原蛋白溶于〇· 05mol/L-0. 2mol/L的鹽酸溶液中，得到 8wt%-12wt%的膠原蛋白溶液。
[0006] 2)、將一定量的殼聚糖溶于0· 05mol/L-0. 2mol/L的鹽酸溶液中，得到5wt%-8wt% 的殼聚糖溶液。
[0007] 3)、將9. 5:0. 5-9:1的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液混合，用lm〇l/L-2m〇l/L的氫氧 化鈉溶液進(jìn)行中和，調(diào)整后混合液的pH為6. 5-7. 0。
[0008] 4)、將質(zhì)量比為8:2-9:1的羥基磷灰石粉末與硫酸鈣粉末加入到步驟（3)的混合 溶液中，用高速攪拌設(shè)備攪拌均勻至糊狀。
[0009] 5)、將步驟（4)所得糊狀物轉(zhuǎn)移至擠壓設(shè)備，通過擠壓設(shè)備將糊狀物擠壓進(jìn)模具 中。
[0010] 6)、將成型的混合物，經(jīng)過低溫冷凍干燥處理后，在無菌條件下進(jìn)行密封分裝，然 后通過輻照滅菌即得人工骨骼材料成品。
[0011] 進(jìn)一步的，步驟（2)所述的殼聚糖分子量為1 X 106-1.5X 106,脫乙酰度彡85%。
[0012] 進(jìn)一步的，特征是步驟（5)所述模具的材料可以是金屬，也可以是塑料。
[0013] 進(jìn)一步的，特征是步驟（6)所述真空冷凍干燥的條件為，低于_40°C及時間大于 4h，然后抽真空至l-20Pa之間進(jìn)行冷凍24h-72h至完全干燥。
[0014] 本發(fā)明制備的人工骨骼材料具有如下特點：1、本發(fā)明制備的人工骨骼材料具有良 好的生物相容性和可吸收性，其在體內(nèi)的降解吸收周期可以通過原料中羥基磷灰石和硫酸 鈣的比例進(jìn)行調(diào)整。2、本發(fā)明制備的人工骨骼材料具有良好的力學(xué)性能，其抗壓性能及彈 性模量均優(yōu)于目前臨床使用的同類產(chǎn)品。3、本發(fā)明制備的人工骨骼材料的微結(jié)構(gòu)與天然松 質(zhì)骨的微結(jié)構(gòu)基本一致，具有高度的仿生性，植入體內(nèi)有利于新骨的生長，這是具有骨誘導(dǎo) 性和骨傳導(dǎo)性的基礎(chǔ)。 具體實施例
[0015] 以下實施例的描述主要目的是解釋本發(fā)明的原理和特征，并不對本發(fā)明中的原料 組成、比例具有任何限定作用。
[0016] 實施方式一 1、將l〇g牛肌腱提取的膠原蛋白溶于90mL濃度為0. lmol/L的鹽酸中，充分?jǐn)嚢柚镣?全溶解。
[0017] 2、將0· 5g分子量為L 5X106,脫乙酰度85%的殼聚糖溶于10mL濃度為0· lmol/L 的鹽酸中，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙狻?br> [0018] 3、將上述膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液混合后用lmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)整pH至 6. 5〇
[0019] 4、稱取羥基磷灰石粉末24g和硫酸鈣粉末6g混勻后分別加入到膠原蛋白和殼聚 糖的混合溶液中，用高速攪拌設(shè)備攪拌均勻至糊狀，其中高速攪拌設(shè)備為高壓均質(zhì)機。實際 生產(chǎn)中使用的是大號的均質(zhì)頭，轉(zhuǎn)速在200-18000/min之間，轉(zhuǎn)速可調(diào)。
[0020] 5、將糊狀的混合物通過擠壓設(shè)備擠壓進(jìn)用金屬或者尼龍加工而成的方形槽狀模 具或圓柱形孔狀模具中成型。
[0021] 6、將成型后的混合物，在-60°c條件下預(yù)凍6h，然后轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機維持 l-20Pa的工作壓強進(jìn)行干燥，真空冷凍干燥48小時至完全干燥，干燥處理結(jié)束后在無菌條 件下進(jìn)行密封分裝，然后通過輻照滅菌即得人工骨骼材料成品。
[0022] 實施方式一制得的人工骨骼材料相關(guān)檢測結(jié)果與國家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對比 如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種人工骨骼材料，其特征在于：由動物膠原蛋白、殼聚糖、羥基磷灰石和硫酸鈣 復(fù)合而成；其中各成分的重量百分比為：膠原蛋白20%-25%、殼聚糖2%-5%、羥基磷灰石 60%-70% 和硫酸鈣 5%-10%。
2. -種制備權(quán)利要求1所述的人工骨骼材料的制備方法，其特征在于包括如下步 驟： 1 )、將一定量的醫(yī)用級膠原蛋白溶于〇· 05mol/L-0. 2mol/L的鹽酸溶液中，得到 8wt%-12wt%的膠原蛋白溶液； 2) 、將一定量的殼聚糖溶于0· 05mol/L-0. 2mol/L的鹽酸溶液中，得到5wt%-8wt%的殼 聚糖溶液； 3) 、將9. 5:0. 5-9:1的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液混合，用lm〇l/L-2m〇l/L的氫氧化鈉 溶液進(jìn)行中和，調(diào)整后混合液的pH為6. 5-7. 0 ; 4) 、將質(zhì)量比為8:2-9:1的羥基磷灰石粉末與硫酸鈣粉末加入到步驟（3)的混合溶液 中，用高速攪拌設(shè)備攪拌均勻至糊狀； 5) 、將步驟（4)所得糊狀物轉(zhuǎn)移至擠壓設(shè)備，通過擠壓設(shè)備將糊狀物擠壓進(jìn)模具中； 6) 、將成型的混合物，低溫預(yù)凍后轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機進(jìn)行干燥處理，無菌條件下進(jìn)行 密封分裝，然后通過輻照滅菌即得人工骨骼材料成品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工骨骼材料的制備方法，其特征是步驟（2)所述的殼聚糖 分子量為1Χ1〇6-1· 5X106,脫乙酰度彡85%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工骨骼材料的制備方法，其特征是步驟（5)所述模具的材 料可以是金屬或塑料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工骨骼材料的制備方法，其特征是步驟（6)所述真空冷凍 干燥的條件為，低于_40°C及時間大于4h，然后抽真空至l-20Pa之間進(jìn)行冷凍24h-72h至 完全干燥。
【文檔編號】A61L27/20GK104117092SQ201410300555
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】顧麗峰 申請人:江陰市柏御天谷生物醫(yī)藥有限公司