專利名稱：微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法，具體說是以豬松質骨為原料，經過煅燒球磨等處理制備成微米級羥基磷灰石，再與殼聚糖共混制備復合膜， 屬于生物醫學工程領域。
背景技術：
羥基磷灰石是骨中無機物的主要組成成分，具有良好的生物相容性，在骨移植材料和骨組織工程支架材料中，因能與骨形成很強的化學結合具有骨傳導作用而被廣泛應用。煅燒骨的主要成分是羥基磷灰石，它完全消除了異種生物骨的免疫原性，孔隙與松質骨的結構相似，有良好的孔與孔之間的交通，有利于成骨細胞、血管的長入，以直接成骨為主。 然而，單一羥基磷灰石在生理環境下的脆性及低疲勞強度限制了其在負荷下骨修復或骨替代的應用，將制備的煅燒骨孔隙表面復合一層高分子材料可以提高其綜合性能。將羥基磷灰石與醫用高分子材料復合從而增強韌性并充分發揮羥基磷灰石良好的生物相容性，是羥基磷灰石復合材料的主要研究方向。殼聚糖是由甲殼類動物提取的甲殼素部分脫乙酰的產物，由于其良好的生物相容性和降解性能，成為在組織工程研究中被廣泛應用的一種天然多糖。殼聚糖是自然界中少見的一種帶正電荷的堿性多糖，因具有良好的生物降解性、生物相容性、無毒性、無刺激性被廣泛應用于生物醫學領域。但是殼聚糖缺乏骨鍵合生物活性，從而限制了其在骨組織工程中的應用。
發明內容
為了克服單一羥基磷灰石在生理環境下的脆性及低疲勞強度以及殼聚糖缺乏骨鍵合活性的缺點，本發明提供一種制備微米級羥基磷灰石和殼聚糖的復合膜材料的方法。 為此，本發明采用如下的技術方案一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法，包括下列步驟(1)以松質骨為原料，經過脫脂脫蛋白再煅燒制備羥基磷灰石；(2)利用球磨方式制備微米級羥基磷灰石；(3)稱取重量配比在6 4至3 7之間的微米級羥基磷灰石和殼聚糖；(4)將微米級羥基磷灰石均質分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合；(5)通過流延溶劑揮發法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜。作為優選實施方式，脫脂脫蛋白的方法為通過雙氧水和乙醚循環浸泡進行，煅燒溫度為800-1100°C ；制備微米級羥基磷灰石采用的球磨方法為在行星式球磨機中進行，球磨介質為不同直徑剛玉球的混合物，球的直徑分別為8mm、5mm、3mm ；微米級羥基磷灰石的粒徑在1-2 μ m范圍內；制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖進行共混。本發明的有益效果是為了解決整塊煅燒骨和殼聚糖界面結合強度差的問題，本發明將煅燒骨進行球磨以減小羥基磷灰石的粒徑再與殼聚糖進行復合。采用本發明的方法制備的復合膜的拉伸力學性能較好，最高可達到斷裂應力最高可達6. OMPa，斷裂應變在 69-130%之間。將成骨前體細胞MC3T3-E1細胞在所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜上進行培養，結果表明本發明的復合膜具有良好的細胞相容性。
圖1是微米級羥基磷灰石的紅外光譜圖。圖2是不同配比的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的拉伸應力-應變圖，每條曲線表征一種配比的樣品。圖3是微米級羥基磷灰石在殼聚糖中的分布電鏡圖。圖4是成骨前體細胞MC3T3-E1在微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜上培養后的電鏡圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細描述。本發明中煅燒骨是以松質骨為原料，經過脫脂脫蛋白再煅燒的方法制備而成，脫脂脫蛋白的方法為通過雙氧水和乙醚循環浸泡進行，煅燒溫度為800-1100°C，球磨在行星式球磨機中進行，采用剛玉球為球磨介質。所述羥基磷灰石的粒徑通過激光歷經分析儀進行分析確定在1-2 μ m范圍內。本發明復合膜的制備方法采用共混后流延溶劑揮發法制備而成。微米級羥基磷灰石和殼聚糖的比例(重量比)為6 4，5 5,4 6,3 7。將微米級羥基磷灰石均質分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合后采用共混后流延溶劑揮發法制備成復合膜。復合膜的拉伸力學性能為斷裂應力在1. 7-6. OMI^a范圍內，斷裂應變在69-130%之間。將成骨前體細胞MC3T3-E1細胞在所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜上進行培養，結果表明所述復合膜具有良好的細胞相容性。實施例一市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚循環脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。800°C煅燒，球磨參數為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為4 4 2，球磨速率170r/min，球磨時間為lh，球磨后經過濾干燥制得微米級羥基磷灰石。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以6 4的比例進行共混，通過流延溶劑揮發法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜。微米級羥基磷灰石在殼聚糖中的分布如圖3所示。實施例二市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚循環脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。1000°C煅燒，球磨參數為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為4 4 2，球磨速率230r/min，球磨時間為2. 5h，球磨后經過濾干燥制得微米級羥基磷灰石，其紅外光譜圖如圖1所示。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以5 5的比例進行共混，通過流延溶劑揮發法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜。實施例三市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚
4循環脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。800°C煅燒，球磨參數為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為3 3 4，球磨速率沈01·/!^!!，球磨時間為2. 5h，球磨后經過濾干燥制得微米級羥基磷灰石。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以3 7的比例進行共混，通過流延溶劑揮發法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜，其拉伸應力-應變曲線如圖2 所示。實施例四市售豬骨，清除軟組織，取兩端松質骨，切成厚度約為2mm的薄片，雙氧水及乙醚循環脫脂，脫蛋白，洗凈，70°C干燥。1100°C煅燒，球磨參數為直徑為8mm、5mm、3mm的剛玉球的配比為4 3 3，球磨速率230r/min，球磨時間為lh，球磨后經過濾干燥制得微米級羥基磷灰石。將制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖以3 7的比例進行共混，通過流延溶劑揮發法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜。在復合膜上接種成骨前體細胞 MC3T3-E1，細胞在微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜上的伸展狀態如圖4所示。盡管結合附圖對本發明進行了上述描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明的宗旨下做出的許多變形，均屬于本發明的保護之列。
權利要求
1.一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法，包括下列步驟(1)以松質骨為原料，經過脫脂脫蛋白再煅燒制備羥基磷灰石；(2)利用球磨方式制備微米級羥基磷灰石；(3)稱取重量配比在6 4至3 7之間的微米級羥基磷灰石和殼聚糖；(4)將微米級羥基磷灰石均質分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合；(5)通過流延溶劑揮發法制備微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜。
2.根據權利要求1所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法，其特征在于， 脫脂脫蛋白的方法為通過雙氧水和乙醚循環浸泡進行，煅燒溫度為800-1100°C。
3.根據權利要求1或2所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法，其特征在于，制備微米級羥基磷灰石采用的球磨方法為在行星式球磨機中進行，球磨介質為不同直徑剛玉球的混合物，球的直徑分別為8mm、5mm、3mm。
4.根據權利要求1至3所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法，其特征在于，微米級羥基磷灰石的粒徑在1-2 μ m范圍內。
5.根據權利要求1至3所述的微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜，其特征在于制備的微米級羥基磷灰石超聲分散，與殼聚糖進行共混。
全文摘要
本發明屬于生物醫學工程領域，涉及一種微米級羥基磷灰石-殼聚糖復合膜的制備方法。首先以豬松質骨為原料，通過脫脂脫蛋白處理后煅燒、球磨制備微米級羥基磷灰石，再將微米級羥基磷灰石通過超聲分散于去離子水中，與殼聚糖的醋酸水溶液混合，通過流延溶劑揮發法制備本發明材料。在本發明制備的材料中，微米級羥基磷灰石在殼聚糖中分散均勻，成骨前體細胞MC3T3-E1在該復合膜上能夠粘附、增殖。
文檔編號A61L27/12GK102276857SQ201110204259
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者侍才洪, 關靜, 張西正, 李志宏, 李瑞欣, 武繼民, 郭勇, 黃姝杰 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生裝備研究所