一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法与流程

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法。

背景技术：

载药微球是指药物溶解或分散于高分子材料中形成的微小球状实体，呈球形或类球形，粒径范围一般为1~800um。载药微球在实际应用中具有多方面的优势，其具有球状，流动性提高，有利于注射操作，实现靶向；其将药物封装于载体内，有利于保持药物稳定性；其可以通过控制微球大小材质等多种方式，控制药物的释放剂量。

在骨修复材料领域中，有一种关于载药微球的较新使用方法，该方法将可降解的载药高分子微球加入到骨修复材料中，制备含载药微球的复合骨修复材料。所加入的微球具有实体占位功能，在骨修复材料基质中的微球可以占据和微球尺寸一样大的位置，利用微球可以降解更快的特点，当微球降解后，即在原位上形成孔，而形成多孔骨修复材料。众所周知，多孔骨组织的天然解剖结构为具有300-800μm的多孔结构，其中又以300-600μm分布居多，具有多孔的修复材料更加仿生体内的骨组织，利于细胞的粘附和增殖，利于血管和神经组织的长入，利于废物的代谢，从而提升骨修复性能；与此同时，含载药微球的复合骨修复材料还可以利用载药微球的药物释放功能，通过调节微球种类和数量等途径，实现可控的药物释放性能，从而达到预防感染、促进修复的目的。此外，微球具有球状，流动性能好，注射性好，将其加入可以注射的骨修复材料中，对其注射性影响小，有利于实现临床微创操作。

因为使用在骨修复领域，在骨修复材料中加入的微球颗粒直径通常应与骨组织的多孔结构相似，集中在300-800μm，其中大部分又都应该分布在300-600μm，海藻酸钙因为生物相容性好，价格低廉，是一种较好的成球材料。现在有许多将海藻酸钙微球负载药物甚至负载活细胞后复合到骨修复材料中的报道，但鲜有制备粒径集中在300-800μm的海藻酸钙微球的工艺报道。目前制备可控尺寸的海藻酸钙微球的方法有超声雾化法，微乳液法、乳化凝胶法等，这些方法要么需要特殊设备，造价成本高，要么需要加入乙醇或液体石蜡等其他辅剂，残留损害风险高，在目前制备工艺中，没有专门制备该窄粒径微球的工艺。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法。

本发明的技术方案是：一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、配制1.5wt%海藻酸钠溶液、2wt%cacl2溶液和含1wt%壳聚糖的0.5m柠檬酸溶液；

步骤二、将骨碎补提取物放入研钵研磨7-13分钟，过筛后得到骨碎补粉末；

步骤三、称取步骤二中骨碎补粉末加入0.5-2wt%的海藻酸钠溶液中，将其置于60℃磁力搅拌器中搅拌，充分混匀后得到载骨碎补海藻酸钠悬浊液；

步骤四、采用针头规格为32g的注射器，以70n-90n的恒定压力，将骨碎补海藻酸钠悬浊液滴加入cacl2溶液中，形成的微球静置交联4h，所得载药微球用去离子水洗涤5遍，滤出水分得到初级载药微球；

步骤五、步骤四中的初级载药微球浸泡在0.5m柠檬酸溶液12小时；

步骤六、使用大量去离子水洗涤过滤步骤五中的微球，将过滤后的微球置于-80℃冰箱中预冻24h，用冷冻干燥机冷冻干燥6h，既得到载药微球。

进一步优化，所述步骤二中过筛筛网为200目。

进一步优化，所述步骤四中骨碎补海藻酸钠悬浊液滴加时针头距cacl2溶液液面水平距离40cm、垂直距离30cm。

进一步优化，所述步骤五中0.5m柠檬酸溶液的使用剂量以刚没过微球为宜。

本发明的有益效果是：

使用常规滴入法制得95%以上分布在所需求的粒径为300-800μm，75%以上分布在粒径为300-600μm的载药海藻酸钙微球，首先制得粘度适中的载药海藻酸钠溶液，在制备微球时，前期通过控制注射压力、喷射距离工艺，后期利用海藻酸钙对酸性条件的响应特点，使用酸性浸泡的后处理工艺，制得窄粒径分布、无细胞毒性的结实微球，在本发明中不使用对环境和人体有毒有害的化工原料，工艺较简单，易于掌握，无需使用特殊的设备与高昂的化学模板原料，有效降低成本。

附图说明

图1为实施例1的形貌检测图

图2为实施例2的形貌检测图

图3为实施例3的形貌检测图

图4为实施例1的分析粒径图

图5为实施例2的分析粒径图

图6为实施例3的分析粒径图

图7为实施例1-3和control的细胞毒性检测图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式为：

实施例1

一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法，包括如下步骤：

分别配制1.5wt%海藻酸钠溶液、2wt%cacl2溶液和含1wt%壳聚糖的0.5m柠檬酸溶液，将骨碎补提取物放入研钵研磨10分钟，200目过筛，得到骨碎补粉末，按质量分数称取0.5wt%骨碎补粉末加入海藻酸钠溶液，将其置于温度为60℃的磁力搅拌器中搅拌30分钟，充分混匀，得到载骨碎补海藻酸钠悬浊液；用针头规格为32g的注射器，以70n的恒定压力将载骨碎补海藻酸钠悬浊液滴加入cacl2溶液中，在滴加过程中，注射器的针头距cacl2溶液液面水平距离40cm、垂直距离30cm，形成的微球静置交联4h，所得载药微球用去离子水洗涤5遍后得初级载药微球，加入0.5m柠檬酸溶液没过初级载药微球浸泡12小时，取出后后使用大量去离子水洗涤过滤，将过滤后的微球置于温度为-80℃冰箱中预冻24h，再用冷冻干燥机冷冻干燥6h，既得到粒径主要分布在300μm-800μm，其中又以300-600μm居多分布的载药微球。

实施例2

一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法，包括如下步骤：

分别配制2wt%海藻酸钠溶液、6wt%cacl2溶液和含1wt%壳聚糖的0.5m柠檬酸溶液，将骨碎补提取物放入研钵研磨10分钟，200目过筛，得到骨碎补粉末，按质量分数称取1.5wt%骨碎补粉末加入海藻酸钠溶液，将其置于温度为60℃的磁力搅拌器中搅拌30分钟，充分混匀，得到载骨碎补海藻酸钠悬浊液；用针头规格为32g的注射器，以80n的恒定压力将载骨碎补海藻酸钠悬浊液滴加入cacl2溶液中，在滴加过程中，注射器的针头距cacl2溶液液面水平距离40cm、垂直距离30cm，形成的微球静置交联4h，所得载药微球用去离子水洗涤5遍后得初级载药微球，加入0.5m柠檬酸溶液没过初级载药微球浸泡12小时，取出后后使用大量去离子水洗涤过滤，将过滤后的微球置于温度为-80℃冰箱中预冻24h，再用冷冻干燥机冷冻干燥6h，既得到粒径主要分布在300μm-800μm，其中又以300-600μm居多分布的载药微球。

实施例3

一种可控粒径分布海藻酸钙载骨碎补微球的制备方法，包括如下步骤：

分别配制2.5wt%海藻酸钠溶液、3wt%cacl2溶液和含1wt%壳聚糖的0.5m柠檬酸溶液，将骨碎补提取物放入研钵研磨10分钟，200目过筛，得到骨碎补粉末，按质量分数称取2wt%骨碎补粉末加入海藻酸钠溶液，将其置于温度为60℃的磁力搅拌器中搅拌30分钟，充分混匀，得到载骨碎补海藻酸钠悬浊液；用针头规格为32g的注射器，以90n的恒定压力将载骨碎补海藻酸钠悬浊液滴加入cacl2溶液中，在滴加过程中，注射器的针头距cacl2溶液液面水平距离40cm、垂直距离30cm，形成的微球静置交联4h，所得载药微球用去离子水洗涤5遍后得初级载药微球，加入0.5m柠檬酸溶液没过初级载药微球浸泡12小时，取出后后使用大量去离子水洗涤过滤，将过滤后的微球置于温度为-80℃冰箱中预冻24h，再用冷冻干燥机冷冻干燥6h，既得到粒径主要分布在300μm-800μm，其中又以300-600μm居多分布的载药微球。

将实施例1-3所制得的载药微球进行形貌检测、分析粒径和细胞毒性检测，其中形貌检测通过将所制得的微球超声分散，光镜下拍照，观察成球情况，如图1、图2、图3所示，可见材料都呈球状，完整饱满，未观察到碎片，说明材料结实；分析粒径通过将所制得的微球超声分散，光镜下拍照，分别选择5个不同的典型视场，使用图像处理软件，统计不同粒径小球的数目，分析粒径，如图4所示，实施例1制备的材料直径95%分布在300-800μm，78%分布在300-600μm，图5显示实施例2制备的材料直径96%分布在300-800μm，76%分布在300-600μm，图6显示实施例3制备的材料直径96%分布在300-800μm，80%分布在300-600μm；细胞毒性检测通过采用国标gb/t16886.5-2017中的细胞毒性检测mtt方法，使用材料的浸提液检测细胞毒性，使用细胞为mg63细胞，初始接种密度为在96孔板中3000个细胞/孔，如图7所示，实施例1-3的吸光度值均高于或相当于未加任何材料的空白对照组control，表明材料不具有细胞毒性。

以上显示和描述了本发明的主要特征、使用方法、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和发明书中描述的只是发明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。