一种生物复合材料及其制备方法_2

文档序号:9933879阅读:来源:国知局
与所述第一有机溶剂相同或第二有机溶剂中或制备成 微球或纳米粒;
[0033] (3c)将步骤(2c)所得溶液加入到步骤(lc)所得溶液中,然后加入仿生磷灰石,混 匀,制得包含生物可降解高分子、中药活性物质和仿生磷灰石的浆料;
[0034] (4c)利用快速成型技术使步骤(3c)中的浆料成型,得到所述生物复合材料。
[0035] 作为本发明所述生物复合材料的制备方法的优选实施方式,所述步骤(la)和(lc) 中生物可降解高分子在所述第一有机溶剂中的质量浓度为〇. 2~1.5g/ml。
[0036] 作为本发明所述生物复合材料的制备方法的优选实施方式,所述步骤(2a)、(lb) 和(2c)中中药活性物质在有机溶剂的浓度为0.1~100mg/ml。
[0037] 作为本发明所述生物复合材料的制备方法的优选实施方式,所述步骤(la)和(lc) 中的第一有机溶剂为二氧六环。作为本发明所述生物复合材料的制备方法的优选实施方 式,所述步骤(2a)和(2c)中的第二有机溶剂为二氧六环和丙酮的混合液或DMF;所述步骤 (lb)中的有机溶剂为二氧六环和丙酮的混合液或DMF。更优选地,所述二氧六环和丙酮的混 合液中,二氧六环和丙酮的体积比为1: 1。
[0038] 作为本发明所述生物复合材料的制备方法的优选实施方式,所述步骤(2a)、(lb) 和(2c)中的微球采用以下方法制备而成:配制浓度为1 %的PVA17-88的水溶液,取PLGA和中 药活性物质溶于氯仿中,将含有PLGA和中药活性物质的氯仿溶液加入配制的PVA17-88的水 溶液中,所述PVA17-88的水溶液的体积是含有PLGA和中药活性物质的氯仿溶液体积的25 倍,加完后,搅拌,待氯仿挥发完后,取溶液高速离心,加适量蒸馏水分散后,冻干,即得中药 活性物质微球。其中,所述PLGA(聚乳酸/乙醇酸共聚物)的分子量为5.5万,且乳酸与乙醇酸 的摩尔比为50:50;所述含有PLGA和中药活性物质的氯仿溶液中,PLGA与中药活性物质的质 量比为10:1,且所述PLGA在氯仿溶液中的浓度为100mg/mL;所述高速离心的速度为 15000rpm(温度为4°C),离心时间为lOmin。
[0039] 作为本发明所述生物复合材料的制备方法的优选实施方式,所述步骤(2a)、(lb) 和(2c)中的纳米粒采用以下方法制备而成:将PLGA溶解于乙酸乙酯中,然后加入含有中药 活性物质的PVA水溶液中,在室温下对混合液进行超声,离心分离后,过量的溶剂在持续搅 拌下蒸发,分离得到的纳米粒经PBS洗涤3次,并悬浮在水中进行冷冻干燥,即得中药活性物 质纳米粒。其中,所述PLGA(聚乳酸/乙醇酸共聚物)的分子量为5.5万,且乳酸与乙醇酸的摩 尔比为75:25,所述PLGA在乙酸乙酯中的浓度为70mg/mL;所述PVA水溶液中,PVA(聚乙烯醇) 的浓度为1 %,所述中药活性物质在所述PVA水溶液中的浓度为5mg/mL。制备得到的中药活 性物质纳米粒优选在4°C下冷藏保存待用。
[0040] 另外,本发明还提供一种人工骨架,所述人工骨支架由如上所述的生物复合材料 制备而成,所述人工骨支架具有三维多孔结构。
[0041] 作为本发明所述人工骨支架的优选实施方式,所述人工骨支架的孔径为250~450 μπι,孔隙率为60 %-80 %。
[0042]最后,本发明还提供了如上所述生物复合材料在制备治疗骨缺损的人工骨支架中 的用途。
[0043]本发明所述生物复合材料,采用含有葛根素、淫羊藿素、染料木素、姜黄素、柚皮 苷、柚皮素、白藜芦醇、葛根提取物、淫羊藿提取物、姜黄提取物中的至少一种的中药活性物 质作为促进骨生长的生长因子,与内源性生长因子(BMP、IGF和TGF等)相比,中药活性物质 来源广泛,价格低,结构及理化性质稳定(可以在制备过程中耐有机溶剂、易于储存、运输及 使用),将中药活性物质或中药活性物质的微球或纳米粒均匀分散在支架材料中,使用时, 中药活性物质或中药活性物质的微球或纳米粒从支架材料中持续释放,长期在骨缺损局部 保持疗效,促进骨生长。而且本发明生物复合材料中的中药活性物质,与现有技术中单独以 淫羊藿素作为中药活性物质相比,具有更安全的浓度范围和更强的骨修复潜能。本发明所 述生物复合材料的制备方法,操作简单,易于实现,而且所述制备方法中不同物质或工艺的 选择,可制备得到具有不同缓慢释放效果的生物复合材料。本发明所述人工骨支架,采用本 发明的生物复合材料制备而成,在具有来源广泛、价格低廉的基础上,还具有更加安全、具 有更强的骨修复能力等特点。
【附图说明】
[0044]图1为本发明人工骨支架材料的一种实施例的结构图。
[0045] 图2本发明人工骨支架材料的另一实施例的结构图。
[0046] 图3为本发明生物复合材料与现有生物复合材料的细胞毒作用对比图。
[0047]图4是本发明生物复合材料促进骨矿化相关基因0ΡΝ的表达水平图。
[0048]图5为本发明生物复合材料促进骨矿化相关基因 BSP的表达水平图。
[0049]图6为本发明生物复合材料促进骨矿化相关基因 Osterix的表达水平图。
[0050] 图7为本发明生物复合材料的浸提液促进钙结节的作用效果图。
【具体实施方式】
[0051] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合附图和具体实施例对 本发明作进一步说明。
[0052]以下实施例中所用各试剂均直接购于市场,例如:PLGA购自山东省医疗器械研究 所,PLGA的分子量为10万,其中乳酸与乙醇酸的摩尔比为70: 30;磷酸三钙购自北京现代东 方精细化工用品有限公司;葛根素购自辽宁九熙商贸有限公司,纯度待遇98% ;DMF购自百 灵威;淫羊藿提取物购自同济堂制药有限公司;上述各物质不限于购于以上所述厂家,所用 其他原料或试剂也均购于市场,购买厂家不限。以下实施例所用快速成型机由清华大学机 械工程系研制,型号为CLRF-2000-II。
[0053] 实施例1
[0054] 本发明生物复合材料的一种实施例,本实施例所述生物复合材料采用以下方法制 备而成:
[0055] (1)将PLGA溶于二氧六环中,溶解搅拌至形成均一溶液,其中PLGA在二氧六环中的 浓度为〇.2g/ml;
[0056] (2)将葛根素溶于二氧六环中,溶解搅拌至形成均一溶液,其中葛根素在二氧六环 中的浓度为〇. lmg/ml;
[0057] (3)将步骤(2)所得溶液加入步骤(1)所得溶液中,混匀,制得包含PLGA和葛根素的 浆料;
[0058] (4)利用快速成型机对步骤(3)所得浆料进行成型,得到本实施例所述生物复合材 料;本实施例中所述葛根素在生物复合材料中的质量百分含量为〇. 1 %。
[0059] 所述步骤(4)中成型的具体操作例如下:
[0060] (a)上样:将步骤(3)得到的浆料加入3D打印物料罐内,安装到机器上,固定,调节 成型材料温度至零下18~30°C ;
[0061] (b)电脑控制及成型:打开软件Cark,调入方法,设置仪器参数(喷头扫描速度15~ 23mm/s,喷头扫描填充速度0.9-1.5,孔径1mm,层高0.12mm),其他不变,开始造型,制成2.4 X 2.4 X 2.4cm3的立方体,而后将成型块直接冷冻干燥48小时,即得本实施例的生物复合材 料,其结构如附图1所示。
[0062] 实施例2
[0063] 本发明生物复合材料的一种实施例,本实施例所述生物复合材料采用以下方法制 备而成:
[0064] (1)将壳聚糖溶于二氧六环中,溶解搅拌至形成均一溶液,其中壳聚糖在二氧六环 中的浓度为1.5g/ml;
[0065] (2)配制浓度为1%的?¥六17-88的水溶液,取?1^(分子量为5.5万,且乳酸与乙醇 酸的摩尔比为50: 50)、葛根素和姜黄素的混合物(葛根素和姜黄素的质量比为6:1)溶于氯 仿中,其中,PLGA与葛根素和姜黄素的混合物的质量比为10:1,将含有PLGA、葛根素和姜黄 素的混合物的氯仿溶液(PLGA在氯仿溶液中的浓度为100mg/mL)加入配制的PVA17-88的水 溶液中,所述PVA17-88的水溶液的体积是含有PLGA、葛根素和姜黄素的混合物的氯仿溶液 体积的25倍,加完后,搅拌,待氯仿挥发完后,取溶液高速离心(速度为15000rpm,温度为4 °C,离心时间为lOmin),加适量蒸馏水分散后,冻干,得葛根素和姜黄素混合物微球;
[0066] (3)将步骤(2)所得微球加入步骤(1)所得溶液中,混匀,制得包含壳聚糖、葛根素 和姜黄素的浆料;
[0067] (4)利用快速成型机对步骤(3)所得浆料进行成型,得到本实施例所述生物复合材 料;本实施例中所述葛根素和姜黄
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