一种矿化胶原基生物牙根支架材料及其制备方法_3

文档序号:9570927阅读:来源:国知局
层析柱中,以流动的纯水洗涤48?72小时,以除去残留的交联剂;
[0073]步骤S2a_5、将步骤S2a_4获得的矿化胶原支架进行真空干燥或者冷冻干燥;
[0074]步骤S2a_6、对步骤S2a_5获得的矿化胶原支架进行后处理、清洗和灭菌,获得矿化胶原基生物牙根支架,其中,对支架的后处理包括但不限于:加工通孔或者盲孔、加工表面沟槽/纹路/图案、边缘倒角、修剪。
[0075]b、当制造含有生物可吸收医用高分子的矿化胶原基生物牙根支架时,制造方法主要包括以下步骤:
[0076]步骤S2b_l、检测步骤S1-8所得的矿化胶原/医用高分子混合悬液中固体物质的含量,对混合悬液进行稀释或者浓缩,使其中固体物质的含量达到0.72?0.9g/mL ;
[0077]步骤S2b_2、量取一定量步骤S2b_l获得的矿化胶原/医用高分子混合悬液填入模具中,进行充分冷冻干燥和真空干燥,获得矿化胶原支架,并进行切割剪裁;
[0078]步骤S2b_3、对步骤S2b_2获得的矿化胶原支架进行后处理、清洗和灭菌,获得矿化胶原基生物牙根支架,其中,对支架的后处理包括但不限于:加工通孔或者盲孔、加工表面沟槽/纹路/图案、边缘倒角、修剪。
[0079]实施例1:制备HA含量为70wt %的矿化胶原基生物牙根支架材料。
[0080]步骤S1-1、将胶原溶于0.5wt%的醋酸溶液中,配制成胶原的酸溶液,其中胶原浓度为 5.0X104g/mL;
[0081]步骤S1-2、持续搅拌步骤Sl-1获得的溶液,缓慢滴加含钙离子的溶液,钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子0.05mol,其中部分钙离子游离在溶液里,未能被吸附于胶原蛋白纤维上;
[0082]步骤S1-3、持续搅拌步骤S1-2获得的溶液,缓慢滴加含磷酸根离子的溶液,磷酸根离子的加入量与步骤S1-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P = 5/3 ;
[0083]步骤S1-4、持续搅拌步骤S1-3获得的溶液,缓慢滴加NaOH溶液至混合体系pH =7,当pH = 5?6时,混合体系开始出现沉淀,当pH = 7时,混合体系出现白色悬浊液;
[0084]步骤Sl_5、将步骤Sl_4获得的混合体系静置48小时,抽去上清液,用尚心的方法洗去杂质离子,离心浓缩得到矿化胶原胶冻;
[0085]步骤S2a_l、检测步骤Sl_5获得的矿化胶原胶冻中固体物质的含量,对胶冻进行稀释或者浓缩,使其中固体物质的含量达到0.76g/mL ;
[0086]步骤S2a_2、量取一定量步骤S2a_l获得的矿化胶原胶冻填入模具中,进行充分冷冻干燥,获得矿化胶原支架,并切割剪裁成直径4.1mm、高10.8mm的圆柱;
[0087]步骤S2a_3、配制浓度为0.01wt%的戊二醛的乙醇溶液作为交联剂,将步骤S2a_2获得的矿化胶原支架浸泡于交联剂溶液中48小时,进行交联;
[0088]步骤S2a_4、将矿化胶原支架从交联剂溶液中取出,置于层析柱中,以流动的纯水洗涤48小时,以除去残留的交联剂;
[0089]步骤S2a_5、将步骤S2a_4获得的矿化胶原支架进行充分冷冻干燥;
[0090]步骤S2a_6、对步骤S2a_5获得的矿化胶原支架进行盲孔加工,盲孔深度为7mm,直径为4.71mm,并进行清洗和灭菌,获得矿化胶原基生物牙根支架。
[0091 ] 经检测,实施例1的支架孔隙率为90.23 %。
[0092]实施例2:制备HA含量为70wt%、PCL含量为1wt %的矿化胶原基生物牙根支架材料,其中,胶原/磷灰石=2.2/7.8(w/w)。
[0093]步骤Sl-1?S1-5与实施例1的步骤Sl-1?S1-5基本相同,仅步骤S1-2中,钙尚子的加入量为每克胶原对应加入I丐尚子0.075molo
[0094]步骤S1-6、将步骤S1-5获得的胶冻进行冷冻干燥,研磨后获得矿化胶原粉体。
[0095]步骤S1-7、将PCL在50°C下配制成质量体积浓度为0.05g/mL的溶液,溶剂为1,4- 二氧六环;
[0096]步骤S1-8、在步骤S1-7所得PCL溶液中加入步骤Sl_6所得的矿化胶原粉体,并混合均匀,制得矿化胶原/PCL混合悬液,其中矿化胶原/PCL = 9/1 (w/w);
[0097]步骤S2b_l、检测步骤S1-8所得的矿化胶原/PCL混合悬液中固体物质的含量,对混合悬液进行稀释或者浓缩,使其中固体物质的含量达到0.88g/mL ;
[0098]步骤S2b_2、量取一定量步骤S2b_l获得的矿化胶原/PCL混合悬液填入模具中,进行充分冷冻干燥和真空干燥,获得矿化胶原支架,并切割剪裁成直径4_、高10_的圆柱;
[0099]步骤S2b_3、对步骤S2b_2获得的矿化胶原支架进行边缘倒角、清洗和灭菌,获得矿化胶原基生物牙根支架。
[0100]经检测,实施例1的支架孔隙率为77.69%。
[0101]图2为本发明实施例1和实施例2的矿化胶原基生物牙根支架的形状和结构示意图。其中,图2a所示为实施例1的支架,外形为柱状体;柱状体的高度为10mm ;柱状体的外侧面被垂直于柱状体轴向的平面所截得的形状为圆形,周长为12.57_ ;内部还具有沿柱状体轴向方向的盲孔,盲孔沿柱状体轴向的长度为7mm ;盲孔的侧面被垂直于柱状体轴向的平面所截得的形状为圆形,周长为4.71mm。图2b所示为实施例2的支架,外形尺寸与实施例1的一致,但内部没有盲孔或者通孔。图2a所示实施例1的支架示意图尺寸与前述实施例1中的步骤S2a-2所述切割裁剪得到的圆柱尺寸有所不同,是因为在后续步骤S2a-3?S2a-5中还进行了交联、洗涤和冷冻干燥处理,材料尺寸在冷冻干燥时产生了一定的收缩,正好能够形成直径4mm、高10mm的圆柱。而实施例2的支架制备步骤S2b_2的切割剪裁后再没有引起支架材料体积发生变化的操作步骤,因此图2b所示实施例2的支架示意图尺寸与步骤S2b-2中的支架切割剪裁尺寸相同。
[0102]图3为本发明实施例1的矿化胶原基生物牙根支架材料与天然牙根牙本质的XRD对比图谱。从图中可以看出,本发明的矿化胶原基生物牙根支架材料与天然牙根牙本质的物相组成和衍射峰强度都非常相似,且均以弱结晶的羟基磷灰石为主相。表明本发明的矿化胶原基生物牙根支架材料与天然牙根牙本质的无机矿物成分均为以羟基磷灰石为主的磷灰石成分,且具有近似的结晶度和含量。
[0103]图4为本发明实施例1的矿化胶原基生物牙根支架材料的FTIR图谱。其中,960011^10930114^ 1030cm 1处的吸收峰对应P-0键,472cm 1处的吸收峰和604_563cm 1处的双峰对应0-P-0键,3200cm1和3700cm 1处的吸收峰对应样品中吸收的水分。1657cm 1处的吸收峰对应胶原的酰胺I键(amide I),1560cm 1处的吸收峰对应胶原的酰胺II键(amide II)。
[0104]图5和图6为本发明的矿化胶原基生物牙根支架的力学性能测试结果。图5所示为实施例1的支架的抗压强度测试结果,图6所示为实施例2的支架的抗压强度测试结果。两种支架材料均具备一定的抗压强度,在压力持续增高时表现出良好的塑形形变能力,具有一定的韧性,能够满足临床使用要求。
[0105]图7为本发明实施例1的矿化胶原基生物牙根支架的扫描电子显微镜照片。从图中可以看出,该支架具有孔隙结构,孔隙连通良好,孔径为200?400 μπι。
[0106]图8为本发明实施例2的含PCL矿化胶原基生物牙根支架的扫描电子显微镜照片。从图中可以看出,该支架具有孔隙结构,孔隙连通良好,孔径为50?200 μ m0
[0107]图9为本发明的实施例1和2的矿化胶原基生物牙根支架上培养牙周膜干细胞的细胞增殖曲线。该细胞
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