一種羥基磷灰石多級復(fù)合微球的制備方法
【專利說明】一種羥基磷灰石多級復(fù)合微球的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于組織工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種羥基磷灰石多級復(fù)合微球的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前骨缺損是臨床上的常見病，據(jù)統(tǒng)計，我國每年因疾病、創(chuàng)傷、腫瘤等造成的骨缺損病人超過100萬，大范圍的骨缺損修復(fù)仍是骨科治療的難題之一。骨缺損的治療方法通常有骨移植、人工骨移植替代材料等，骨移植包括自體骨、異體骨和異種骨移植。但自體骨來源有限，而且會對供體部位造成新的缺損，異體骨移植骨誘導(dǎo)作用差，且容易發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。因此獲得理想的人工骨移植替代材料是一研宄熱點。
[0004]骨移植材料應(yīng)具有優(yōu)良的生物相容性、可降解性、骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性。羥基磷灰石是脊椎動物的骨骼和牙齒中的主要無機(jī)成分，但人工合成的羥基磷灰石存在脆性高、力學(xué)性能差、容易在人體內(nèi)引起炎癥等缺點。有研宄將天然有機(jī)物和羥基磷灰石復(fù)合制備成羥基磷灰石有機(jī)物復(fù)合材料，可以發(fā)揮天然有機(jī)物促進(jìn)人體硬組織生長的特性。采用的天然有機(jī)物主要指從動物組織中提取的、經(jīng)過特殊化學(xué)處理的具有某些活性和特殊性能的物質(zhì)，如骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、骨膠原、纖維蛋白粘合劑等，目前這方面研宄仍處于初步階段。如BMP是一種水溶性低分子酸性糖蛋白，可誘導(dǎo)未分化間充質(zhì)細(xì)胞和骨母細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，從而誘導(dǎo)骨和軟骨的形成。但由于BMP在體內(nèi)擴(kuò)散快，易被蛋白酶分解，無支架和填充作用，目前多使用載體與其結(jié)合，形成BMP緩釋系統(tǒng)。
[0005]已有文獻(xiàn)報道碳酸鈣微球的晶須具有增強力學(xué)性能的作用，因此以碳酸鈣為模板制備的多級復(fù)合型羥基磷灰石微球可彌補單相羥基磷灰石的這一缺點。同時，單相羥基磷灰石降解較慢的不足也可由碳酸鈣的存在部分改善。且本發(fā)明引入的酪蛋白不僅可以作為形成碳酸鈣微球的成核位點，而且已有研宄證明酪蛋白具有促進(jìn)干細(xì)胞向成骨方向分化的能力，因此復(fù)合了酪蛋白與碳酸鈣的羥基磷灰石復(fù)合微球具有良好的生物相容性、生物活性、骨傳導(dǎo)作用以及促進(jìn)骨分化的作用，還有潛力負(fù)載BMP，可廣泛應(yīng)用于骨缺失修復(fù)和骨組織工程支架，是一種很好的替代材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明制備了一種羥基磷灰石多級復(fù)合微球，所使用的原料來源廣泛，且最終這種材料是包含有利于骨修復(fù)的酪蛋白、碳酸鈣及羥基磷灰石的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在組織工程的應(yīng)用上有著深遠(yuǎn)的意義。
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有人工合成的羥基磷灰石技術(shù)的不足，提供一種羥基磷灰石多級復(fù)合微球的制備方法。
[0008]本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn): 本發(fā)明提供了一種羥基磷灰石多級復(fù)合微球的制備方法，包括以下步驟:
51:先將酪蛋白溶于碳酸鈉溶液中，再將氯化鈣溶液緩慢加入上述碳酸鈉溶液中，滴加完畢，攪拌得到含酪蛋白的碳酸鈣微球母液；
52:將SI步驟中所得含酪蛋白的碳酸鈣微球母液與磷酸氫二鈉固體粉末或溶液混合；或，將SI步驟中所得含酪蛋白的碳酸鈣微球母液離心、沉淀，凍干后獲得碳酸鈣微球，將該碳酸鈣微球進(jìn)行重懸，得到碳酸鈣微球懸浮液，再與磷酸氫二鈉溶液混合；
53:將S2中所得混合物調(diào)節(jié)pH值，攪拌、離心、干燥既得羥基磷灰石多級復(fù)合微球。
[0009]本發(fā)明反應(yīng)迅速，操作簡單，生成物粒徑分布均勻，通過形貌調(diào)控，在微球表面能夠形成片狀、棒狀、針狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，顯示了其合成得到的多級復(fù)合結(jié)構(gòu)，改善了材料的降解性能。
[0010]優(yōu)選地，SI步驟中碳酸鈉與氯化鈣的摩爾比為1:1，攪拌時間20min，滴加速度為lml/min。
[0011]優(yōu)選地，將SI步驟中酪蛋白溶于碳酸鈉溶液中時，控制酪蛋白濃度為4mg/ml。
[0012]優(yōu)選地，S2中將SI步驟中所得含酪蛋白的碳酸鈣微球母液與磷酸氫二鈉固體粉末或溶液混合時，磷酸氫二鈉與碳酸鈣的摩爾比為6:10。
[0013]優(yōu)選地，S2中混合溫度為60°C，S3中pH值為9~11，攪拌速率為600rpm，攪拌時間為 0.5-1.5ho
[0014]優(yōu)選地，S2中當(dāng)碳酸鈣微球懸浮液與磷酸氫二鈉溶液混合時，磷酸氫二鈉與碳酸鈣的摩爾比為6:10或25~50:1。
[0015]優(yōu)選地，S2中磷酸氫二鈉與碳酸鈣的摩爾比為6:10時，磷酸氫二鈉溶液的滴加速度為2ml/min，混合溫度為60°C，S3中pH值為9~11，攪拌速率為600rpm，攪拌時間為0.5-1.5h。。在此條件下，以碳酸鈣為模板形成羥基磷灰石多級復(fù)合微球后，微球的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，出現(xiàn)了粒徑分布均勻且呈針狀晶粒交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，S2中磷酸氫二鈉與碳酸鈣的摩爾比為25~50:1時，混合溫度為常溫，S3中pH值為9~11，攪拌速率為lOOrpm，攪拌時間為0.4-0.8h。
[0017]尤其地，當(dāng)S2中磷酸氫二鈉與碳酸鈣的摩爾比為25:1時，以碳酸鈣為模板形成羥基磷灰石多級復(fù)合微球后，微球的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，出現(xiàn)了粒徑分布均勻且呈棒狀晶粒交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0018]當(dāng)S2中磷酸氫二鈉與碳酸鈣的摩爾比為50:1時，以碳酸鈣為模板形成羥基磷灰石多級復(fù)合微球后，微球的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，出現(xiàn)了粒徑分布均勻且稱片狀晶粒交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0019]利用上述制備方法制備得到的羥基磷灰石多級復(fù)合微球也在本發(fā)明保護(hù)范圍之中。
[0020]本發(fā)明根據(jù)調(diào)控特定的反應(yīng)物及其摩爾比、反應(yīng)時間、溫度和pH值等反應(yīng)條件，合成得到了不同形貌的羥基磷灰石多級復(fù)合微球，經(jīng)掃描電鏡檢測，粒徑分布均勻且微球表面由片狀、針狀或棒狀晶體相互交聯(lián)形成。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果:
(I)本發(fā)明使用的原料價廉，來源廣泛，反應(yīng)迅速，操作簡單，無需大型設(shè)備。
[0022](2)本發(fā)明制備的羥基磷灰石復(fù)合微球具有多級結(jié)構(gòu)，其中有機(jī)物酪蛋白可促進(jìn)干細(xì)胞向成骨方向分化，碳酸鈣和羥基磷灰石的降解性能有差異，利于骨缺損的修復(fù)，因此復(fù)合微球有潛在的優(yōu)良骨傳導(dǎo)性、骨誘導(dǎo)性、生物相容性及生物活性，是一種良好的骨修復(fù)材料。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例3制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球結(jié)構(gòu)的FTIR圖。
[0024]圖2為實施例3制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球的XRD圖。
[0025]圖3為實施例3制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球的SEM圖。
[0026]圖4為實施例4制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球結(jié)構(gòu)的FTIR圖。
[0027]圖5為實施例4制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球的XRD圖。
[0028]圖6為實施例4制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球的SEM圖。
[0029]圖7為實施例5制備的羥基磷灰石多級復(fù)合微球的SEM圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。
[0031]除非特別說明，本發(fā)明所用試劑和材料均為市購。
[0032]實施例1
將0.08g酪蛋白溶于20ml碳酸鈉溶液(10mM)中，將20ml氯化鈣溶液(10mM)以Iml/min的速度緩慢加入含有酪蛋白的碳酸鈉溶液中，滴加完畢后，常溫下攪拌20分鐘，獲得含有酪蛋白的碳酸鈣微球母液。
[0033]配置30mM的磷酸氫二鈉溶液40ml，在剛生成的含有酪蛋白