專利名稱：一種人工角膜多孔支架材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于醫療器械中植入材料和人工器官技術領域，尤其設計一種人工角膜多孔支架材料及其制備方法。
背景技術：
磷酸三鈣陶瓷主要成分為鈣及磷元素組成，不含蛋白質成分，無毒，生物相容性和細胞親和性較好，而且能傳導組織生長，即新生組織可以從β /磷酸三鈣植入體與組織結合處沿著植入體表面或內部貫通性孔隙攀附生長。但其具有韌性差、脆性大、機械強度不高以及抗疲勞性能差等缺點，同時加工成較薄又具有一定弧度的人工角膜比較困難。石墨是典型的層狀結構，層與層之間以范德華力結合，這種結合方式結合力弱，因此石墨的機械強度低和有著優良的潤滑性能。石墨由于具有耐高溫性，潤滑性、化學穩定 性、可塑性、吸附性、抗磨性及生物相容性等特點，在人工血管、人工心臟瓣膜、人工齒根、人工骨與人工關節、人工血管、人工韌帶和肌腱等諸多方面獲得廣泛應用。聚乙烯醇除具有一般水凝膠的性能外，它與人體組織具有高度的相容性，無毒、無副作用、無降解，化學性能穩定，機械性能優良，含水量高，易于成型及良好的生物相容性。聚乙烯醇在醫學方面得到廣泛應用，如人工軟骨材料、藥物緩釋系統、眼科、人工細胞微囊化、抗凝血型材料、生物醫用海綿、縫合線等方面。但由于聚乙烯醇無生物活性，不能與角膜組織進行生物性結合，因此無法長久、牢固地在眼內固定。但是，上述的單純的無機相或有機相，由于各自的不足，不能滿足作為人工角膜多孔支架材料的要求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種人工角膜多孔支架材料及其備方法，旨在提高人工角膜多孔支架材料的良好生物相容性、力學性能和高含水率。本發明是這樣實現的，一種人工角膜多孔支架材料，其為β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠。在所述人工角膜多孔支架材料中，所述磷酸三鈣與石墨的重量比為I :4至I :4，所述磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為I :2至2 :1。本發明還提供了一種人工角膜多孔支架材料的制備方法，包括步驟采用聚乙烯醇制備聚乙烯醇水凝膠；在所述聚乙烯醇水凝膠中添加磷酸三鈣、石墨得到支架材料混合物，所述β-磷酸三鈣與石墨的重量比為I :4至4 :1，所述β-磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1 ;以及將所述支架材料混合物冷凍成型。本發明與現有技術相比，有益效果在于本發明提供的人工角膜多孔支架材料的制備方法，在常壓下即可完成人工角膜多孔支架材料制備，工藝簡單。本發明提供的人工角膜多孔支架材料由β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠構成，具有良好生物相容性、力學性能和高含水率。
圖I是本發明實施例提供的人工角膜多孔支架材料的掃描電鏡照片。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明提供的人工角膜多孔支架材料，其為β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠，在所述人工角膜多孔支架材料中，所述β-磷酸三鈣與石墨的重量比為I :4至4 : 1，所述磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為I :5 至 2 :1。所述人工角膜多孔支架材料還包括致孔劑，所述致孔劑為葡萄糖、氯化鉀、氯化鈉或碳酸氫鈉。所述人工角膜多孔支架材料的結構請參見圖I。本發明還提供一種人工角膜多孔支架材料的制備方法，包括步驟第一步，采用聚乙烯醇制備聚乙烯醇水凝膠。本步驟中，可以將聚乙烯醇加入溫度為85、0°C，體積百分含量為40°/Γ70% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2小時制備成聚乙烯醇水凝膠。第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中添加β -磷酸三鈣、石墨得到支架材料混合物，所述β-磷酸三鈣與石墨的重量比為I :4至4 :1，所述β-磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1。在此步驟中，還可以在所述聚乙烯醇水凝膠中添加致孔劑，所述致孔劑為葡萄糖、氯化鉀、氯化鈉或碳酸氫鈉。并將添加磷酸三鈣、石墨的所述聚乙烯醇水凝膠中在85 95°C的水浴中恒溫攪拌2小時得到支架材料混合物。第三步，將所述支架材料混合物冷凍成型。將所述支架材料混合物直接注入無菌模具中并在溫度為-4(T_5°C條件下經反復冷凍成型。所述的人工角膜多孔支架材料的制備方法，還可以包括將冷凍成型后的支架材料混合物進行浸泡和消毒，得到人工角膜多孔支架材料。冷凍成型后的支架材料混合物可以采用無菌的去離子水進行浸泡，通過碘伏進行消毒。下面以具體實施例來具體實施例來進行說明所述人工角膜多孔支架材料的制備方法。實施例I一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將2g聚乙烯醇加入溫度為85°C、體積百分含量為60% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2h小時制備成聚乙烯醇水凝膠；
第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加O. 5g β -磷酸三鈣、O. 5g石墨和5g葡萄糖并在90°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在-40 V條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。實施例2一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將4g聚乙烯醇加入溫度為90°C、體積百分含量為40% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2h小時制備成聚乙烯醇水凝膠； 第二步，在聚乙烯醇水凝膠中直接添加2g β -磷酸三鈣、3g石墨和20g葡萄糖并在90°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在溫度為_35°C條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。實施例3一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將5g聚乙烯醇加入溫度為85°C、體積百分含量為50% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2h小時制備成聚乙烯醇水凝膠；第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加Ig β -磷酸三鈣、2g石墨和5g葡萄糖并在85°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在-20 V條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。實施例4一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將4g聚乙烯醇加入溫度為90°C、體積百分含量為60% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2h小時制備成聚乙烯醇水凝膠；第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加IgP -磷酸三鈣、Ig石墨和15g葡萄糖并在溫度為90°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在-40 V條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。
實施例5一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將5g聚乙烯醇加入溫度為90°C、體積百分含量為50% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱I小時制備成聚乙烯醇水凝膠；第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加3g β -磷酸三鈣、4g石墨和30g氯化鉀并在90°C的水浴中恒溫攪拌I小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在_5°C條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。·實施例6一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將3. 5g聚乙烯醇加入溫度為85°C、體積比70% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2小時制備成聚乙烯醇水凝膠；第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加2g β -磷酸三鈣、2. 5g石墨和20g葡萄糖并在85°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在-30 V條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。實施例7一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將5g聚乙烯醇加入溫度為90°C、體積百分含量為40% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2小時制備成聚乙烯醇水凝膠；第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加4g β -磷酸三鈣、6g石墨和30g氯化鈉并在90°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在-35 °C條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。實施例8一種β -磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料，其制備方法包括以下步驟第一步，將4g聚乙烯醇加入溫度為85°C、體積百分含量為70% 二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2小時制備成聚乙烯醇水凝膠；第二步，在所述聚乙烯醇水凝膠中直接添加2g β -磷酸三鈣、2g石墨和20g碳酸氫鈉并在85°C的水浴中恒溫攪拌2小時，得到混合物；第三步，將該混合物直接注入無菌模具中并在-40 V條件下經反復冷凍成型，得到冷凍成型后的支架材料；最后，將冷凍成型后的支架材料用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠人工角膜多孔支架材料。本發明提供的人工角膜多孔支架材料的制備方法，在常壓下即可完成人工角膜多孔支架材料制備，工藝簡單。本發明提供的人工角膜多孔支架材料由磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠構成，具有良好生物相容性、力學性能和高含水率。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種人工角膜多孔支架材料，其為β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠，在所述人工角膜多孔支架材料中，所述β-磷酸三鈣與石墨的重量比為4 :1至I :4，所述β-磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1。
2.如權利要求I所述的人工角膜多孔支架材料，其特征在于，所述人工角膜多孔支架材料還包括致孔劑,所述致孔劑為葡萄糖、氯化鉀、氯化鈉或碳酸氫鈉。
3.—種人工角膜多孔支架材料的制備方法，包括步驟 采用聚乙烯醇制備聚乙烯醇水凝膠； 在所述聚乙烯醇水凝膠中添加β-磷酸三鈣、石墨得到支架材料混合物，所述β-磷酸三鈣與石墨的重量比為4:1至I :4，所述β-磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為I :5至2 :1 ;以及 將所述支架材料混合物冷凍成型。
4.如權利要求3所述的人工角膜多孔支架材料的制備方法，還包括將冷凍成型后的支架材料混合物進行浸泡和消毒，得到人工角膜多孔支架材料。
5.如權利要求4所述的人工角膜多孔支架材料的制備方法，其特征在于，將冷凍成型后的支架材料混合物用無菌的去離子水浸泡并通過碘伏消毒后得到人工角膜多孔支架材料。
6.如權利要求3所述的人工角膜多孔支架材料，其特征在于，在所述聚乙烯醇水凝膠中添加β /磷酸三鈣及石墨時，還在所述聚乙烯醇水凝膠中添加致孔劑，所述致孔劑為葡萄糖、氯化鉀、氯化鈉或碳酸氫鈉。
7.如權利要求3所述的人工角膜多孔支架材料的制備方法，其特征在于，將聚乙烯醇加入溫度為85、0°C，體積百分含量為40°/Γ70%二甲基亞砜的水溶液中恒溫加熱2小時制備成聚乙烯醇水凝膠。
8.如權利要求3所述的人工角膜多孔支架材料的制備方法，其特征在于，在所述聚乙烯醇水凝膠中添加β -磷酸三鈣、石墨并在85、5°C的水浴中恒溫攪拌2小時得到支架材料混合物。
9.如權利要求3所述的人工角膜多孔支架材料的制備方法，其特征在于，將所述支架材料混合物直接注入無菌模具中并在溫度為-40 _5°C條件下經反復冷凍成型。
全文摘要
本發明適用于醫療器械中植入材料和人工器官技術，提供了一種人工角膜多孔支架材料。所述人工角膜多孔支架材料為β-磷酸三鈣/石墨/聚乙烯醇復合水凝膠，所述人工角膜多孔支架材料中，所述β-磷酸三鈣與石墨的重量比為41至14，所述β-磷酸三鈣與聚乙烯醇的重量比為15至21，所述石墨與聚乙烯醇的重量比為15至21。本發明還提供一種所述人工角膜多孔支架材料制備方法。
文檔編號A61L27/16GK102886067SQ20121040605
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者周莉, 羅仲寬, 周金生, 姚曉明, 于莉, 歐陽君君, 鄭家慶 申請人:深圳華明生物科技有限公司