专利名称：复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法
技术领域：
本发明属于医学生物材料技术领域，具体涉及一种复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法。
背景技术：
目前，尽管有多种可供临床应用的骨植入材料，但均不可避免存在一定的缺点，不能完全满足理想骨植入材料及骨组织工程支架材料的所有条件，因此，制备复合型骨植入材料一直是骨科及骨组织工程领域研究最为活跃的科研课题之一。聚乳酸材料是组织工程中常用的支架材料，已被美国FDA批准应用于临床，具有易于根据临床需要聚合成形、可生物降解、较好的力学性能等特点，但细胞亲和性差、缺乏骨诱导活性。骨基质明胶(BMG)是在脱钙骨基质(DBM)的基础上通过一系列的物理、化学处理而得到的混合物，是骨形态发生蛋白的粗提品，含有骨形态发生蛋白等骨生长因子，具有较强的骨诱导活性，但缺乏足够的力学强度且难以成形。因此将二者复合，取长补短，制备出多孔复合型骨诱导植骨材料具有较大的应用价值，经检索，目前尚无此类复合材料发明。聚乳酸类复合材料的制备成形方法很多，有盐析法、冷冻干燥法、热熔法、乳液共混法等，这些传统的制备方法在制备过程中大多需要引入有机化学试剂，并且有的需要在高温条件下进行，有的不能制备非水溶性材料而不利于生长因子的掺入；在复合材料的制备中，这些有机化学试剂、高温等因素常导致生物活性材料中活性蛋白的失活，直接影响到所制备生物活性骨复合材料的骨诱导活性，因而不适于生物活性骨复合材料的制备。超临界二氧化碳技术是聚合物成形的一种新方法，它不仅在多种聚合物中具有很好的渗透或溶入作用，而且具有无毒、无残留物质、传质快和粘度低等优点；在处理过程中，避免了有机溶剂的使用，反应条件温和(临界点为31. ΓΟ，非常有利于生物活性因子和物质的复合与掺入，而且能利用对聚合物的溶胀和对小分子的萃取作用，去除聚合物中的杂质和低聚物，提高材料的生物相容性。
发明内容
本发明的目的在于公开一种复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，该方法制备的复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料可根据临床需要进行塑型，具有与人类天然骨相类似的三维多孔结构及骨诱导活性。本发明复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，包括以下步骤1)将同种或异种骨组织在-176 -18°C冷冻2 5个月，取出去除骨组织表面的软组织，清洗干净，粉碎成粒径为50 200 μ m的骨粉；2)将骨粉依次在温度为0 40°C，体积比为1 0. 5 2的氯仿/甲醚溶液中浸泡12 72小时；温度为0 40°C，浓度为0. 1 lmol\L的盐酸溶液中浸泡12 72小时；温度为0 40°C，浓度为1 5mol\L的氯化钙溶液中浸泡12 72小时；温度为0 40°C，浓度为0. 1 lmol\L的乙二胺四乙酸溶液中浸泡1 12小时；温度为0 40°C，浓度为5 15mol\L的氯化锂溶液中浸泡12 72小时，再用水清洗浸泡过的骨粉至pH值为 5 8，然后将清洗后的骨粉冷冻干燥至含水量为3 10%，制成骨基质明胶；3)将骨基质明胶和聚乳酸按照体积比为1 5 9 5的比例混合均勻，再加入0. 1 0.7倍的造孔剂混合均勻，装入模具内，将模具放入超临界二氧化碳反应釜中，密封，然后将二氧化碳压进反应釜，反应釜内压力为15 30MPa，使反应釜内温度升至30 37°C，保持20 60分钟，然后以1 lOMPa/min的速率放气，打开反应釜，取出，制得复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料；4)将复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料在10 40°C的水中浸泡12 96小时；取出冷冻干燥至含水量为3 10%，然后按常规方法封装、钴-60 γ射线辐照灭菌制成。其中优选的聚乳酸分子量为5 50万；优选的造孔剂为粒径为100 200 μ m的氯化钠；优选的钴-60 γ射线辐照灭菌的剂量为15 20kGy。其中步骤( 和步骤中冷冻干燥后含水量的测定方法为将水分测定仪设定在90°C，加一个天平秤盘，加热至自动停止，冷却至室温，迅速打开1袋待测产品，用镊子辅助将骨小块均勻铺洒在秤盘上，盖水分测定仪罩，待水分测定仪数据稳定后读取初始质量值W0，设定温度90°C，时间10-15分钟，并开启加热，单位样品的测定在小于设定时间内自动停止为有效，此时读取的R。值即为含水量。为进一步表明本发明制备的复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的性能， 本发明做了如下测试一对本发明复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料进行照相和扫描电镜观察，结果显示骨基质明胶与聚乳酸混合均勻，结合致密，材料孔隙分布均勻，孔隙大小大约在200 400 μ m之间，孔洞连通性好，且在孔隙内壁小梁上仍可见大量孔径为10 μ m左右的小孔隙，类似人体松质骨样结构，这非常有利于细胞营养成分的储留及细胞的贴附与生长。二为表明本发明复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的孔隙大小，利用比重法原理测定了本发明的孔隙率，具体如下比重法原理孔隙率是一材料中孔隙的总体积与整个材料的体积之间的比率；利用无水乙醇进入材料孔隙的体积占材料总体积的比率来表征材料的孔隙率。因此所测得的孔隙率为连通的孔洞与材料总体积的比率。该法基本能反应出材料孔隙情况，是表征材料孔隙率常用方法。采用比重法测定材料孔隙率，每组5个样本，恒温条件下，向比重瓶内装入质量为 Hltl的无水乙醇，将质量为％的被测样品浸入乙醇中，使样品内孔隙充分浸满乙醇，然后再加满乙醇，称重为Hi1,将浸满乙醇的样品取出，剩余的乙醇和比重瓶的质量为m2，P为测定温度条件下的乙醇密度。材料本身体积Vs Vs = (IIi0-Iii1+ms) / P材料孔隙体积Vp =VP = 0 -! - ) / P孔隙率 ε ε = (ml-m2_ms) / (m0_m2)根据上述公式计算孔隙率，绘制出了不同比例复合材料孔隙率直方图，直方图显示本方法所制备的复合型骨基质明胶/聚乳酸多孔生物活性材料孔隙率均大于60%，且随着骨基质明胶含量的增加而增大。三为表明本发明复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的生物力学性能， 测定了不同骨基质明胶百分含量的复合型骨基质明胶/聚乳酸多孔生物活性材料的抗压强度和弹性模量，具体如下将制备的复合材料修剪成直径为10mm，高度为5mm的规则圆柱体，每组5块，用 RGT-20A微机控制万能试验机测定其抗压缩强度，加载速率为lmm/s，并计算弹性模量。具体结果见表1。表1不同骨基质明胶百分含量复合型骨基质明胶/聚乳酸多孔生物活性材料的抗压强度和弹性模量
权利要求
1.一种复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，其特征是包括以下步骤1)将同种或异种骨组织在-176 -18°c冷冻2 5个月，取出去除骨组织表面的软组织，清洗干净，粉碎成粒径为50 200 μ m的骨粉；2)将骨粉依次在温度为0 40°C，体积比为1 0.5 2的氯仿/甲醚溶液中浸泡 12 72小时；温度为0 40°C，浓度为0. 1 lmol\L的盐酸溶液中浸泡12 72小时；温度为0 40°C，浓度为1 5mol\L的氯化钙溶液中浸泡12 72小时；温度为0 40°C， 浓度为0. 1 lmol\L的乙二胺四乙酸溶液中浸泡1 12小时；温度为0 40°C，浓度为 5 15mol\L的氯化锂溶液中浸泡12 72小时，再用水清洗浸泡过的骨粉至pH值为5 8，然后将清洗后的骨粉冷冻干燥至含水量为3 10%，制成骨基质明胶；3)将骨基质明胶和聚乳酸按照体积比为1 5 9 5的比例混合均勻，再加入0. 1 0. 7倍的造孔剂混合均勻，装入模具内，将模具放入超临界二氧化碳反应釜中，密封，然后将二氧化碳压进反应釜，反应釜内压力为15 30MPa，使反应釜内温度升至30 37°C，保持 20 60分钟，然后以1 lOMPa/min的速率放气，打开反应釜，取出，制得复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料；4)将复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料在10 40°C的水中浸泡12 96小时；取出冷冻干燥至含水量为3 10%，然后按常规方法封装、钴-60 γ射线辐照灭菌制成。
2.根据权利要求1所述的复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，其特征是所述聚乳酸的分子量为5 50万。
3.根据权利要求1所述的复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，其特征是所述造孔剂为粒径为100 200 μ m的氯化钠。
4.根据权利要求1所述的复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，其特征是所述钴-60 γ射线辐照灭菌的剂量为15 20kGy。
全文摘要
本发明属于医学生物材料技术领域，具体涉及一种复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法。本发明主要公开一种复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料的制备方法，该方法制备的复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料可根据临床需要进行塑型，具有与人类天然骨相类似的三维多孔结构及骨诱导活性。具体方法包括以下步骤1)将骨组织粉碎成骨粉；2)将骨粉依次在氯仿/甲醚溶液、盐酸溶液、氯化钙溶液乙二胺四乙酸溶液、氯化锂溶液中浸泡制成骨基质明胶；3)将骨基质明胶、聚乳酸、造孔剂混合均匀装入模具内，在二氧化碳反应釜中反应制得复合型骨基质明胶聚乳酸多孔生物活性材料；4)经浸泡、冷冻干燥封装、辐照灭菌制成。
文档编号A61L27/18GK102350009SQ20111032160
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者刘晓明, 周沫, 张乃丽, 张育敏, 李宝兴, 李宝明, 李靖, 殷少芳, 赵亚平, 陈学英 申请人:山西奥瑞生物材料有限公司