專利名稱：一種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，因交通事故和建筑工程事故不斷増加，創(chuàng)傷后骨髄炎發(fā)病率日益増加。創(chuàng)傷性骨髄炎不僅存在骨組織感染，而且多伴有骨折、骨外露、骨缺損等，治療難度更大。目前，多采用清創(chuàng)、灌注沖洗等方法，待感染治愈后，再行植骨手術(shù)，治療時間長，手術(shù)次數(shù)多，成功率低，許多患者留有肢體縮短，畸形、關(guān)節(jié)功能障礙等殘疾。

將載藥骨材料植入到感染性骨缺損病灶部位，不僅能完全填充骨髄炎等引起的骨缺損，而且能局部釋放抗生素藥物，同時起到骨修復(fù)和抗感染的雙重功能。目前載藥材料以不可生物降解材料PMMA較為常用，并已經(jīng)作為萬古霉素、￠-內(nèi)酰胺類、克林霉素、慶大霉素、妥布霉素等多種藥物的載體，顯示了治療骨髄炎的有效性。然而PMMA具有藥珠釋放有效藥物濃度時間短、生物相容性差、不能降解，需要再次手術(shù)取出等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。本發(fā)明的目的還在于提供ー種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料的制備方法。ー種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料，此材料為由2 5wt%礦化膠原，5^15wt%萬古霉素，2(T25wt% ニ水硫酸鈣，余量a型半水硫酸鈣組成的復(fù)合粉體。上述材料與去離子水混合成漿體使用，其液/固比為0. 5^0. 8mL/g ;固化后為多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率為30% 40%。ー種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料的制備方法，包含步驟如下(I)水熱法制備a型半水硫酸鈣將CaSO4 2H20，加入反應(yīng)釜中，分別取占CaSO4 *2H20質(zhì)量0. 25%的檸檬酸鈉和硫酸鋁，加入反應(yīng)釜中，再加入CaSO4 *2H20質(zhì)量5. 67倍的去離子水，密閉反應(yīng)爸，攪拌，溫度為120°C,反應(yīng)6小時；反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液趁熱抽慮，抽慮后用去離子沸水沖洗濾餅，整個過程中濾液和沖洗液溫度在90°C以上；將抽干的濾餅放入干燥箱中100°C干燥過夜，制得a型半水硫酸鈣；用研缽研磨，100目塞子過篩，制得粒徑均一的a型半水硫酸鈣粉末；(2)礦化膠原的制備將固含量1%的膠原蛋白溶于冰醋酸中，膠原蛋白溶液的濃度為0. 67mg/ml，然后邊攪拌邊分別滴加含PO43+和Ca2+的水溶液，加入PO43+的量為每克膠原蛋白0. 055mol，加入的Ca2+與PO,的摩爾比為1.66 1 ;調(diào)節(jié)混合溶液pH值為6 8，礦化膠原在等電點(diǎn)時析出，靜置，除去上清，離心分離出沉淀，用去離子水清洗，冷凍干燥，研磨得到礦化膠原粉末；(3)將2 5wt%的礦化膠原、5 15wt%的萬古霉素，20 25wt%的ニ水硫酸鈣加入余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，制備抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。
本發(fā)明的有益效果為在液/固比為0. 5^0. 8mL/g時，上述材料具有良好的可注射性和自固化性能，可降解、藥物緩慢釋放、抗感染。材料具有良好的生物相容性，能促進(jìn)成骨細(xì)胞的黏附鋪展。


圖I抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料的藥物釋放曲線。圖2抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料的抑菌環(huán)直徑。圖3 MC3T3-E1細(xì)胞在抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料上的伸展電鏡圖；(a)為MC3T3-E1細(xì)胞在礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料上；(b)為MC3T3-E1細(xì)胞在抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料上的鋪展情況。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。 實(shí)施例I水熱法制備a型半水硫酸鈣JfCaSO4 *2H20，加入反應(yīng)釜中，分別取占CaSO4 *2H20質(zhì)量0. 25%的檸檬酸鈉和硫酸鋁，加入反應(yīng)釜中，再加入CaSO4 2H20質(zhì)量5. 67倍的去離子水，密閉反應(yīng)釜，攪拌，溫度為120°C，反應(yīng)6小時；反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液趁熱抽慮，抽慮后用去離子沸水沖洗濾餅，整過程中濾液和沖洗液溫度在90°C以上；將抽干的濾餅放入干燥箱中100°C干燥過夜，制得a型半水硫酸鈣；用研缽研磨，100目塞子過篩，制得粒徑均一的a型半水硫酸鈣粉末。礦化膠原的制備將固含量1%的膠原蛋白溶于冰醋酸中，膠原蛋白溶液的濃度為0. 67mg/ml，然后邊攪拌邊分別滴加含PO43+和Ca2+的水溶液，加入PO43+的量為每克膠原蛋白0. 055mol，加入的Ca2+與P043_的摩爾比為1.66 :1 ;滴加NaOH溶液至pH值為6 8，pH計(jì)測定，在pH值為5 6時開始出現(xiàn)沉淀，pH值為7時出現(xiàn)白色懸濁液；靜置，除去上清，離心分離出沉淀，用去離子水反復(fù)清洗三次后，放入凍干機(jī)內(nèi)冷凍干燥，隨后研磨制得干粉即得礦化膠原。將礦化膠原、萬古霉素、ニ水硫酸鈣分別按2wt%、5 wt %、20 wt %的配比加入余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，得到抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。實(shí)施例2礦化膠原和a型半水硫酸鈣的制備同實(shí)施例I。將礦化膠原、萬古霉素、ニ水硫酸鈣分別按2 wt %、10 wt %、20 wt %的配比加入余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，得到抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。實(shí)施例3礦化膠原和a型半水硫酸鈣的制備同實(shí)施例I。將礦化膠原、萬古霉素、ニ水硫酸鈣分別按2 wt %、15 wt %、20 wt %的配比加入余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，得到抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。實(shí)施例4礦化膠原和a型半水硫酸鈣的制備同實(shí)施例I。將礦化膠原、萬古霉素、ニ水硫酸鈣分別按5 wt %、5 wt %、25 wt %的配比加入余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，得到抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。實(shí)施例5礦化膠原和a型半水硫酸鈣的制備同實(shí)施例I。將礦化膠原、萬古霉素、ニ水硫酸鈣分別按5 wt %、10 wt %、25 wt %的配比加入余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，得到抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。實(shí)施例6礦化膠原和a型半水硫酸鈣的制備同實(shí)施例I。將礦化膠原、萬古霉素、ニ水硫酸鈣分別按5 wt %、15 wt %、25 wt %的配比加入 余量a型半水硫酸鈣中混合均勻，得到抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。實(shí)施例7取實(shí)施例6制備的抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料作為樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)I、凝固時間的測定將去離子水與上述抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料按不同液/固比(0. 5 0. 8) mL/g混合均勻成衆(zhòng)體，注入高度為40mm,直徑為6mm的具內(nèi)，用維卡儀按照IS09597-1989E測試材料終凝時間。當(dāng)維卡儀的重針(350 g, 0 2. 0 mm)自動釋放，沒有在水泥上留下明顯可見的印記時，定義為終凝。記錄終凝時間。經(jīng)檢測材料的終凝時間為15min 20mino2、抗壓強(qiáng)度的測定將去離子水與上述抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料按液/固比0. 5mL/g混合均勻成漿體，注入高度為20mm，直徑為IOmm的特氟隆模具內(nèi)。將模具中固化的樣品取出，制備成直徑為10毫米，高度為20毫米的柱狀體，置于萬能材料試驗(yàn)機(jī)(Zwick/Voell)下，進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，壓縮速率為0.5 mm/min，測試材料的抗壓強(qiáng)度。重復(fù)測試三個試樣，測試結(jié)果為平均值土標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表I所示。表I抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料

權(quán)利要求
1.一種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料，其特征在于，此材料為由2 5wt%礦化膠原，5 15wt%萬古霉素，2(T25wt% 二水硫酸鈣，余量α型半水硫酸鈣組成的復(fù)合粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料，其特征在于，此材料與去離子水混合成漿體使用，其液/固比為O. 5^0. 8mL/g ;固化后為多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率為 30% 40% ο
3.權(quán)利要求I所述的一種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料的制備方法，其特征在于，包含步驟如下 (1)水熱法制備α型半水硫酸鈣將CaS04*2H20，加入反應(yīng)釜中，分別取占CaS04*2H20質(zhì)量O. 25%的檸檬酸鈉和硫酸鋁，加入反應(yīng)釜中，再加入CaSO4 · 2H20質(zhì)量5. 67倍的去離子水，密閉反應(yīng)釜，攪拌，溫度為120°C，反應(yīng)6小時；反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液趁熱抽慮，抽慮后用去離子沸水沖洗濾餅，整個過程中濾液和沖洗液溫度在90°C以上；將抽干的濾餅放入干燥箱中100°C干燥過夜，制得α型半水硫酸鈣；用研缽研磨，100目塞子過篩，制得粒徑均一的α型半水硫酸鈣粉末； (2)礦化I父原的制備將固含量I%的13父原蛋白溶于冰醋Ife中，13父原蛋白溶液的濃度為O.67mg/ml，然后邊攪拌邊分別滴加含PO43+和Ca2+的水溶液，加入PO43+的量為每克膠原蛋白0.055mol，加入的Ca2+與PO/—的摩爾比為1.66 :1 ;調(diào)節(jié)混合溶液pH值為6 8，礦化膠原在等電點(diǎn)時析出，靜置，除去上清，離心分離出沉淀，用去離子水清洗，冷凍干燥，研磨得到礦化膠原粉末； (3)將2 5wt%的礦化膠原、5 15wt%的萬古霉素，2(T25wt%的二水硫酸鈣加入余量α型半水硫酸鈣中混合均勻，制備抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域的一種抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料及其制備方法。此材料為由2~5wt%礦化膠原，5~15wt%萬古霉素，20~25wt%二水硫酸鈣，余量α型半水硫酸鈣組成的復(fù)合粉體。本發(fā)明通過水熱法制備了α型半水硫酸鈣，生物礦化法制備了礦化膠原，并將α型半水硫酸鈣、礦化膠原、萬古霉素和促凝劑二水硫酸鈣混合，制備具有一定組份配比的抗感染礦化膠原-硫酸鈣骨修復(fù)材料。此材料在液/固比為0.5~0.8mL/g時，具有良好的自固化性能，可降解、藥物釋放緩慢、具有抗感染性。材料具有良好的生物相容性，能促進(jìn)成骨細(xì)胞的黏附、鋪展。
文檔編號A61L27/54GK102764455SQ201210254608
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者何志敏, 崔福齋, 張曉軍, 王秀梅, 連小潔 申請人:北京奧精醫(yī)藥科技有限公司, 清華大學(xué)