一种脱细胞基质纤维骨复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种脱细胞基质纤维骨复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.理想的骨缺损修复材料必须有良好的生物相容性、骨传导性、生物降解性、低免疫原性以及类似天然骨的孔隙结构。松质骨经高温煅烧制得的煅烧异种骨是一种骨无机物有序晶体，其主要成分是高纯度的羟基磷灰石，具有与人骨相似的钙磷比和孔隙结构，高温煅烧在有效去除抗原的同时保留了天然多孔结构，为新生骨组织和血管的长入提供了理想的通道。然而天然松质骨受限于来源，无法得到较大的块状，同时孔隙的均匀性差，颗粒物在植入操作时困难，难以保持特定形状。
3.脱细胞基质纤维的主要成分为胶原蛋白，文献研究表明胶原蛋白具有显著的局部新骨矿化的作用，可以增加成骨量。采用脱细胞基质纤维，模拟人骨的胶原纤维比例和孔隙，即可制备脱细胞基质纤维骨。因此，亟需一种脱细胞基质纤维骨复合材料及其制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种脱细胞基质纤维骨复合材料及其制备方法。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
6.本发明的第一方面是提供一种脱细胞基质纤维骨复合材料，按重量份数计，包括：
7.脱细胞基质纤维
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10
‑
60份
8.煅烧骨颗粒
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40
‑
90份
9.胶原
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0.05
‑
20份
10.其中，所述脱细胞基质纤维由湿态的脱细胞基质捣碎，并与冰醋酸以及纯化水混合匀浆后制得。
11.优选地，所述捣碎包括：取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣碎。
12.优选地，所述混合包括：按重量百分比，取0.5％
‑
3.0％湿重的所述脱细胞基质、0.01％
‑
0.1％的所述冰醋酸以及余量的所述纯化水，混合并降温至2℃
‑
8℃。
13.优选地，所述匀浆包括：在25hz
‑
29hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行3次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为6％
‑
8％的naoh溶液，调节所滤得浆料的ph至7.0
‑
7.5后，离心并制成水系分散液。
14.优选地，所述煅烧骨颗粒由脱细胞松质骨依次经初粉碎、预处理、煅烧、再粉碎、筛分后制得。
15.优选地，所述预处理包括：取初粉碎的脱细胞松质骨，采用非极性有机溶剂浸泡
或/和加热回流预处理；
16.其中，所述非极性有机溶剂包括：石油醚、乙醚或正己烷中的一种或多种。
17.优选地，所述煅烧包括：将预处理的脱细胞松质骨转移至高温煅烧炉；于80℃
‑
120℃，保持真空，煅烧0.5
‑
3小时；升温至450℃
‑
600℃，卸除真空，保持流通空气或氧气，煅烧0.5
‑
3小时；降温至不超过300℃，清除杂质；升温至700℃
‑
900℃，以0.1l/min
‑
0.8l/min通入氧气或压缩空气，煅烧0.5
‑
4小时；保持温度700℃
‑
900℃，停止氧气或压缩空气，开启真空，继续煅烧0.5
‑
4小时。
18.优选地，所述再粉碎包括：取煅烧后的脱细胞松质骨，采用刚玉或/和玛瑙研钵再粉碎。
19.优选地，所述筛分包括：取再粉碎的脱细胞松质骨，采用超声振荡筛、气流分级筛或水流漂洗筛中的一种或多种去除不超过50μm的微粒或/和煅烧灰分；
20.其中，所述微粒或/和所述煅烧灰分的粒径可通过激光粒径仪确定。
21.本发明的第二方面是提供一种如上所述煅烧骨复合材料的制备方法，步骤包括：
22.取10
‑
60份脱细胞基质纤维、40
‑
90份煅烧骨颗粒以及0.05
‑
20份胶原，混合均匀后，以2
‑
20mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，切割、包装、灭菌，即得所述脱细胞基质纤维骨复合材料。
23.优选地，步骤还包括：真空冷冻干燥后交联；
24.其中，所述交联包括：化学交联剂交联、真空热交联或紫外线交联中的一种或多种；
25.其中，所述化学交联剂包括：甲醛、乙醛、氰胺、戊二醛、京尼平、n
‑
羟基琥珀酰亚胺、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基磷酰叠氮化物、1,4
‑
丁烷二缩水甘油醚、1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)
‑
碳二亚胺或n
‑
磺基琥珀酰亚胺基
‑6‑
(4'
‑
叠氮基
‑
2'
‑
硝基苯基氨基)己酸酯中的一种或多种。
26.进一步地，步骤还包括：交联后高速粉碎。
27.本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
28.本发明采用脱细胞基质纤维，模拟人骨的胶原纤维比例和孔隙，所制得的脱细胞基质纤维骨具有亲水性，吸收液体，可以局部止血，具有增加局部新骨形成的性能，同时使用便捷，便于塑形。
附图说明
29.图1为本发明实施例1中所制得的脱细胞基质纤维骨复合材料的粒径分布示意图；
30.图2为本发明实施例2中所制得的脱细胞基质纤维骨复合材料的实物结构图；
31.图3为本发明实施例2中所制得的脱细胞基质纤维骨复合材料的光学(600倍)结构图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动的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。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
35.实施例1
36.如图1所示，本实施例提供一种脱细胞基质纤维骨复合材料，其制备的步骤包括：
37.s1
‑
1、取动物组织，制备脱细胞基质(包括但不限于：脱细胞真皮基质、脱细胞腹膜基质、脱细胞心包膜基质、脱细胞膀胱膜基质，制备方法在此不再赘述，本领域普通技术人员可根据中国专利cn103191466b或其他类似方法进行制备)；
38.s1
‑
2、取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣碎；
39.s1
‑
3、按重量百分比，取0.5％湿重的所述脱细胞基质、0.01％的所述冰醋酸以及余量的所述纯化水，混合并降温至2℃；
40.s1
‑
4、在25hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行3次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为6％的naoh溶液，调节所滤得浆料的ph至7.0后，离心并制成水系分散液，即得脱细胞基质纤维；
41.s2
‑
1、取动物松质骨，制备脱细胞松质骨(制备方法在此不再赘述，本领域普通技术人员可根据中国专利cn103191466b或其他类似方法进行制备)；
42.s2
‑
2、取脱细胞松质骨初粉碎，并采用石油醚浸泡预处理；
43.s2
‑
3、转移至高温煅烧炉：
44.s2
‑3‑
1、于80℃，保持真空(不超过
‑
0.1mpa)，煅烧0.5小时，使充分干燥和去除低沸点杂质；
45.s2
‑3‑
2、升温至450℃，卸除真空，保持流通空气或氧气，煅烧0.5小时，使有机成分充分碳化，并脱除骨焦油；
46.s2
‑3‑
3、降温至不超过300℃，清除残余骨焦油等杂质；
47.s2
‑3‑
4、升温至700℃，以0.1l/min通入氧气或压缩空气，煅烧0.5小时，使已碳化的有机成分充分氧化，去除全部已碳化的有机成分；
48.s2
‑3‑
5、保持温度700℃，停止氧气或压缩空气，开启真空(不超过
‑
0.1mpa)，继续煅烧0.5小时，去除残余微量骨焦油；
49.s2
‑
4、采用刚玉研钵再粉碎，并采用超声振荡筛去除不超过50μm的微粒或/和煅烧灰分(粒径可通过激光粒径仪确定)，即得煅烧骨颗粒；
50.s3、取10份脱细胞基质纤维、89.95份煅烧骨颗粒以及0.05份胶原，混合均匀后，以2mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，切割、包装、灭菌，即得所述脱细胞基质纤维骨复合材料。
51.可选地，在真空冷冻干燥后，可再高速粉碎30秒。
52.实施例2
53.如图2
‑
3所示，本实施例提供另一种脱细胞基质纤维骨复合材料，其制备的步骤包括：
54.s1
‑
1、取动物组织，制备脱细胞基质(同实施例1)；
55.s1
‑
2、取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣
碎；
56.s1
‑
3、按重量百分比，取3.0％湿重的所述脱细胞基质、0.1％的所述冰醋酸以及余量的所述纯化水，混合并降温至8℃；
57.s1
‑
4、在29hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行3次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为8％的naoh溶液，调节所滤得浆料的ph至7.5后，离心并制成水系分散液，即得脱细胞基质纤维；
58.s2
‑
1、取动物松质骨，制备脱细胞松质骨(同实施例1)；
59.s2
‑
2、取脱细胞松质骨初粉碎，并采用加热回流预处理；
60.s2
‑
3、转移至高温煅烧炉：
61.s2
‑3‑
1、于120℃，保持真空(不超过
‑
0.1mpa)，煅烧3小时，使充分干燥和去除低沸点杂质；
62.s2
‑3‑
2、升温至600℃，卸除真空，保持流通空气或氧气，煅烧3小时，使有机成分充分碳化，并脱除骨焦油；
63.s2
‑3‑
3、降温至300℃，清除残余骨焦油等杂质；
64.s2
‑3‑
4、升温至900℃，以0.8l/min通入氧气或压缩空气，煅烧4小时，使已碳化的有机成分充分氧化，去除全部已碳化的有机成分；
65.s2
‑3‑
5、保持温度900℃，停止氧气或压缩空气，开启真空(不超过
‑
0.1mpa)，继续煅烧4小时，去除残余微量骨焦油；
66.s2
‑
4、采用玛瑙研钵再粉碎，并采用水流漂洗筛(采用循环水流，为保证微粒分散和去除效果，还加入0.01
‑
0.5％的表面活性剂，例如：十二烷基硫酸钠sds、十六烷基三甲基溴化铵ctab、聚乙烯醇pva
‑
1750、三乙醇胺tea、十二烷基苯磺酸钠sdbs、聚乙二醇peg
‑
6000等)去除不超过50μm的微粒或/和煅烧灰分(粒径可通过激光粒径仪确定)，即得煅烧骨颗粒；
67.s3、取40份脱细胞基质纤维、40份煅烧骨颗粒以及20份胶原，混合均匀后，以20mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，n
‑
羟基琥珀酰亚胺交联、切割、包装、灭菌，即得所述脱细胞基质纤维骨复合材料。
68.可选地，在n
‑
羟基琥珀酰亚胺交联后，可再高速粉碎60秒。
69.实施例3
70.表1
[0071] 检测例对比例亲水性亲水疏水液体吸收能力吸收液体2～10倍(多孔)不吸收液体使用性能使用方便，容易塑形颗粒，不易塑性
[0072]
其中，检测例为实施例2所制得的脱细胞基质纤维骨复合材料；对比例为中国专利cn103191466b实施例一中的脱细胞松质骨依次经初粉碎、预处理、煅烧、再粉碎、筛分后所制得的煅烧骨颗粒；液体吸收能力指吸收液体后增加的重量与原来干燥状态下的重量比较。
[0073]
综上所述，本发明采用脱细胞基质纤维，模拟人骨的胶原纤维比例和孔隙，所制得的脱细胞基质纤维骨具有亲水性，吸收液体，可以局部止血，具有增加局部新骨形成的性
能，同时使用便捷，便于塑形。
[0074]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。