本發(fā)明涉及一種生物活性玻璃材料的配方及其制備工藝。
背景技術(shù)：
生物活性玻璃是一類(lèi)能對(duì)機(jī)體組織進(jìn)行修復(fù)、替代與再生、具有能使組織合材料之間形成鍵合作用的材料。生物活性玻璃（bioactiveglass，BAG）在1969年由Hench發(fā)現(xiàn)，由SiO2，Na2O，CaO和P2O5等基本成分組成的硅酸鹽玻璃。生物活性玻璃的降解產(chǎn)物能夠促進(jìn)生長(zhǎng)因子的生成、促進(jìn)細(xì)胞的繁衍、增強(qiáng)成骨細(xì)胞的基因表達(dá)和骨組織的生長(zhǎng)。是迄今為止唯一既能夠與骨組織成鍵結(jié)合，同時(shí)又能與軟組織相連接的人工生物材料。在安全性和臨床有效性上已得到美國(guó)FDA、歐共體以及中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局的認(rèn)可。在牙科口腔組織修復(fù)、各種骨缺損的修復(fù)愈合、各種皮膚潰瘍傷口的愈合等方便都具有顯著的修復(fù)效果。
但是生物活性玻璃的制造方法的不同，尤其是多孔生物玻璃，其較高的孔隙率、比表面積以及貫通的孔道結(jié)構(gòu)可以加速羥基磷灰石沉積的動(dòng)力學(xué)速率，從而提高材料誘導(dǎo)形成新骨的能力。但是如何獲得多孔生物玻璃，在制造實(shí)踐中存在差異。
專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?013102863222的發(fā)明介紹了模板法制備單分散介孔生物活性玻璃微球的方法，屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。采用硅源、磷源、鈣源、鐵源、堿金屬或堿土金屬源為原料，以三嵌段共聚物或烷基季銨鹽型陽(yáng)離子為表面活性劑，在三維有序大孔聚合物或碳模板中原位溶膠凝膠合成有序介孔生物活性玻璃微球。該發(fā)明以聚合物或碳模板為原材料，聚合物未指定，可能會(huì)給生物活性玻璃中帶來(lái)多余的高分子成分，用于人體治療時(shí)有安全隱患。
專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?008100394614的發(fā)明涉及一種明膠/生物活性玻璃復(fù)合海綿敷料及制備方法，屬生物材料領(lǐng)域。其特征在于：以明膠為原料配制含量為1～30％的溶液，添加質(zhì)量的百分含量為2～20％由熔融法或溶膠凝膠法制備的，生物活性玻璃粉體，經(jīng)磁力攪拌得混合溶液。該發(fā)明以明膠作為載體雖然屬于符合衛(wèi)生要求的材料，但對(duì)于生物活性玻的酸堿性調(diào)節(jié)、對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)或者滅菌性能等未能很好兼顧。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：
提供一種原料價(jià)廉、成品孔系發(fā)達(dá)、能夠調(diào)節(jié)酸堿性和營(yíng)養(yǎng)肌體作用的生物活性玻璃敷料的制備方法。
技術(shù)方案：
本發(fā)明的生物活性玻璃敷料的制備方法，具有下述順序的制備工藝步驟：
1）前驅(qū)液的配置：
在室溫下將聚醚類(lèi)表面活性劑（優(yōu)選F127,聚合度較小為3-20，不易團(tuán)聚；作為懸浮劑，使得混溶的玻璃原料不沉淀，）溶解在乙醇/蒸餾水中，配成重量比濃度為0.1-15%的聚醚溶液。接著升溫至40-45℃，將玻璃原料（由二氧化硅、氧化鈣、五氧化二磷，氧化鈉等基本成分組成）攪拌懸浮于聚醚溶液中，形成前驅(qū)液。
優(yōu)選在聚醚溶液中另添加重量比濃度為0.1-1.5%的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)，以增加玻璃原料與聚醚類(lèi)表面活性劑的親和能力，形成更均勻穩(wěn)定的懸浮液。
2）模板吸附前驅(qū)液：
選取定量濾紙（主要由許多縱橫交錯(cuò)的納米植物纖維交織而成，對(duì)人體無(wú)毒性。在制造過(guò)程中，紙漿經(jīng)過(guò)鹽酸和氫氟酸處理，并經(jīng)過(guò)蒸餾水洗滌，將紙纖維中大部分雜質(zhì)除去，所以灼燒后殘留灰分很少，對(duì)分析結(jié)果幾乎不產(chǎn)生影響，適于作精密定量分析）作為模板，用此模板去吸附前驅(qū)液，使得前驅(qū)液完全浸漬該定量濾紙。
已報(bào)道的生物活性玻璃多具有介孔結(jié)構(gòu)，介孔孔徑單一且比較小(孔徑介于2~50 nm)，但是細(xì)胞的大小在10~200 μm，而真實(shí)骨組織的孔在1~3 500 μm，因此介孔生物玻璃不利于細(xì)胞的附著和增殖。為滿足植入材料的多種生理機(jī)能， 寄希望于合成新的大孔(10-100 μm)材料，使各種營(yíng)養(yǎng)成分的傳遞更加方便、快捷, 胞外基質(zhì)中的蛋白質(zhì)和肽的黏附也更加容易。
對(duì)于采用定量濾紙吸附劑后道工序焚燒后的玻璃粉末而言，有利于形成大孔結(jié)構(gòu)，有利于組裝的藥物、小分子營(yíng)養(yǎng)物的緩釋和定位，使人體組織修復(fù)過(guò)程與藥物治療和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的補(bǔ)充相結(jié)合，能夠在很大程度上提高人體組織修復(fù)再生的治療效率。
同時(shí)，因?yàn)橛肍127可能導(dǎo)致鈣離子不易進(jìn)入生物活性玻璃微粒的問(wèn)題存在，采用定量濾紙還可以克服這個(gè)問(wèn)題。
優(yōu)選同時(shí)采用慢速、中速、快速（定量濾紙的孔徑為80～120微米、30～50微米和1～3微米。）三類(lèi)定量濾紙，可以數(shù)量基本相等，使得后道工序形成的玻璃粉末微粒的尺寸有大小不同的差別，且均勻分布。
3）焚燒成粉末：
將吸附了前驅(qū)液的模板在高溫（最高溫為720-800℃，也不能過(guò)燒破壞大量的孔洞結(jié)構(gòu)）下焚燒，由于定量濾紙以及聚醚類(lèi)表面活性劑的幾乎完全被焚燒消失，其納米結(jié)構(gòu)的微孔會(huì)保留在燒結(jié)產(chǎn)生的玻璃粉末中，形成含有大量尺寸小于120微米孔洞的玻璃粉末，這些孔洞比傳統(tǒng)方案制成的孔洞大，而且尺寸變化范圍大，在后道工序制成生物活性玻璃凝膠狀敷料，用于人體創(chuàng)傷治療時(shí)，使得人體組織生長(zhǎng)較快速達(dá)到快速愈合的目的。
4）制成生物活性玻璃敷料：
采用含有銀耳多糖（由銀耳水解制得）的凝膠溶液吸收玻璃粉末，形成凝膠狀生物活性玻璃敷料，可以用于人體創(chuàng)面的修復(fù)。
銀耳多糖能夠改善生物活性玻璃的酸堿性（生物活性玻璃的水溶液本身是有一定堿性的，對(duì)于過(guò)敏體質(zhì)的人來(lái)說(shuō)有產(chǎn)生過(guò)敏性的隱憂。我們采用的銀耳多糖屬于弱酸性，會(huì)對(duì)活性玻璃的堿性有一定的中和作用）。同時(shí)因?yàn)殂y耳多糖的保濕補(bǔ)水作用對(duì)于濕法療法的敷料會(huì)對(duì)傷口愈合提供一個(gè)合適的環(huán)境，從而加快傷口的愈合速度，改善傷口的愈合質(zhì)量。已經(jīng)公開(kāi)的文獻(xiàn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，銀耳多糖對(duì)于HK-2細(xì)胞增殖具還有明顯的促進(jìn)作用。
有益效果：
本發(fā)明的操作工藝簡(jiǎn)單，快捷，成本低。本發(fā)明的生物活性玻璃微粒尺寸范圍廣（微米至毫米級(jí)別），微粒含有的孔洞尺寸范圍廣（納米至微米級(jí)別），使人體組織修復(fù)過(guò)程加速，并且與藥物治療和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的補(bǔ)充相結(jié)合，有利于組裝的藥物、小分子營(yíng)養(yǎng)物的緩釋和定位，能夠在很大程度上提高人體組織修復(fù)再生的治療效率。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的多孔生物活性玻璃敷料的制備方法，具有下述順序的制備工藝步驟：
1）前驅(qū)液的配置；2）定量濾紙模板吸附前驅(qū)液；3）焚燒成粉末；4）制成生物活性玻璃敷料。
其中，前驅(qū)液的配置工藝中，在室溫下將聚醚類(lèi)表面活性劑F127溶解在乙醇/蒸餾水中，配成重量比濃度為0.1-15%的聚醚溶液；接著升溫至40-45℃，將玻璃原料攪拌懸浮于聚醚溶液中，形成前驅(qū)液。
定量濾紙模板吸附前驅(qū)液工藝中，同時(shí)采用基本等量的慢速、中速、快速三類(lèi)定量濾紙。
焚燒成粉末工藝中，將吸附了前驅(qū)液的模板在最高溫為750-790℃的高溫下焚燒，形成含有大量尺寸小于120微米孔洞的玻璃粉末。
制成生物活性玻璃敷料工藝中，采用含有銀耳多糖的凝膠溶液吸收玻璃粉末，形成凝膠狀生物活性玻璃敷料。