一种牙科骨替代材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种牙科骨替代材料的制备方法，用以解决现有牙科手术中骨量不足、需要植骨的情况。该骨替代材料体包括：化学处理及煅烧工艺制备胎牛松质骨多孔支架，保留新生骨张入的孔隙和无机基质；使用一种常温体液环境表面处理技术，提高表面粗糙度，形成磷酸钙矿化结晶，第一层无结晶状态的磷酸钙沉积，对无机骨颗粒进行表面粗化处理，制备表面粘附的纳米级颗粒；第二层矿化为结晶态矿化，增加无机骨表面结并且可以在结晶过程中固化大分子蛋白等诱导骨再生因子。

【技术实现步骤摘要】
一种牙科骨替代材料及其制备方法
本专利技术涉及组织材料领域，具体涉及一种牙科骨替代材料及其制备方法。
技术介绍
骨量不足是口腔颌面外科手术中面临的主要问题之一，其原因包括牙周病、外伤、肿瘤等。目前在临床上主要通过自体骨、异体骨、异种骨、人工合成材料等材料进行植入。其中自体骨移植长期以来都被认为是植骨材料的“金标准”。但自体骨也同时存在着明显的缺点，如增加额外术区，及取骨区并发症等。因此，对于接近自体骨的组织工程骨研究一直是生物材料领域的热点。总结目前使用的各种商品化骨粉，发现仍然存在的一些不足。化学合成的骨替代材料由于与天然骨理化性质的差异以及后期代谢成份的影响，其在临床的使用并不广泛，目前仍需要进一步完善研究。天然来源的骨替代材料如各种动物松质骨来源的骨粉，由于具有和骨组织相近的多孔结构和近似的矿物质组成，目前是临床使用的主要材料，如小牛松质骨来源的Bio-Oss骨粉。该类型的煅烧骨成份为骨无机基质，并没有骨诱导性，所以在临床上存在在体内滞留时间过长，新生骨骨质不理想等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种牙科骨替代材料及其制备方法，通过化学处理和煅烧制备无机骨基质，通过生物矿化法对骨基质颗粒进行表面处理，提高与组织的表面接触面积和材料的生物活性，从而制备新型引导型骨替代材料。本专利技术所提供的骨替代材料体包括：化学处理及煅烧工艺制备胎牛松质骨多孔支架，保留新生骨张入的孔隙和无机基质；使用一种常温体液环境表面处理技术，提高表面粗糙度，形成磷酸钙矿化结晶，第一层无结晶状态的磷酸钙沉积，对无机骨颗粒进行表面粗化处理，制备表面粘附的纳米级颗粒；第二层矿化为结晶态矿化，增加无机骨表面结并且可以在结晶过程中固化大分子蛋白等诱导骨再生因子。本专利技术所提供的牙科骨替代材料的制备方法，包括以下步骤：1）选用胎牛松质骨部分作为原材料；2）化学处理脱脂脱蛋白；3）逐级升温煅烧去除残留有机质；4）利用矿化液一处理步骤3）得到的无机骨颗粒；5）使用矿化液二处理步骤4）处理过的无机骨颗粒，干燥、冷却至恒重、灭菌后得到所需的无机骨颗粒。在步骤1）中，胎牛松质骨的获取方法为：选取胎牛股骨干垢端松质骨丰富的部位，进行片切，并且将所制得骨片周围的皮质骨彻底去除，保留具有多孔结构的松质骨部分。具体方式为：通过骨锯在富含松质骨的干垢端制备厚度约为1-2mm的片切骨片，骨片中可以清晰看到皮质骨与松质骨的分界。将皮质骨彻底去除，保证制得的骨颗粒为较易替代吸收的具有多孔结构的松质骨部分。干燥粉碎，使用粉碎机将干燥后的松质骨块制备成4mm直径的骨颗粒，预留煅烧后的体积变化。在步骤2）中，交替使用1mol/L的NaOH和8%的NaClO交替处理步骤1）制得的骨颗粒，50℃震荡24h，期间交替三次。处理之后，以大量生理盐水漂洗，直至pH值为7.0。在步骤3）中，以2℃/5min的速度逐级升温，升温至300℃，并保持2h；将制得骨粉过筛；过筛后可以分别制备小颗粒规格：0.25-0.5mm；大颗粒规格：0.5-1mm。步骤4）中矿化液一的配比为：1.52gMgCl2*6H2O、1.84gCaCL2*2H2O、0.89gNa2HPO4*2H2O、40gNaCl和1.76gNaHCO3溶解于1000ml的蒸馏水中。步骤4）的处理方法为，在37℃条件下，通过设定流量（10ml/min）的CO2气流调节矿化液一于pH4.8左右，保持溶液反应后的悬浊状态，以利于磷酸钙沉积，使CaPO4在骨颗粒表面沉积为无结晶状态的纳米颗粒。步骤5）中矿化液二的配比为：将8gNaCl，0.59gCaCL2*2H2O，0.36gNa2HPO4*2H2O溶解于1000ml蒸馏水中。步骤5）的处理方法为：在37℃条件下，通过Tris溶液和HCL溶液，将矿化液二调制悬浊状态，37℃静置处理48小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术选取胎牛血清生产的废弃物胎牛松质骨，一方面保证原料所受外界环境影响最小（如饲养和可能发生的感染），可以尽可能的避免感染风险；另一方面降低了生产成本。后续经过生物矿化法对骨颗粒的表面进行处理，在37℃和近似体液浓度的环境下发生反应，更接近体内环境，可以最大程度的保持后期所添加的生物因子的活性。本专利技术所述方法条件较温和，工艺设备简单，反应时间短，有利于工业生产。本专利技术制备的胎牛松质骨颗粒，较其他种类动物来源的骨替代材料具有更短的体内代谢时间，更符合临床植骨的需要。附图说明图1为步骤1）干垢端取骨。图2为步骤1）制得的骨切片。图3为步骤2）中制备的松质骨颗粒。图4为步骤2）中化学法处理松质骨颗粒过程。图5为步骤2）处理后所得的白色松质骨颗粒。图6为步骤3）煅烧后制得的松质骨颗粒。图7为放大200倍扫描电镜下松质骨颗粒的多孔结构。图8为步骤4）中矿化液一处理之后，放大4000倍扫描电镜下骨粉表面形态和沉积的纳米级CaPO4颗粒。图9为步骤4）中矿化液一处理之后，放大8000倍扫描电镜下骨粉表面形态和沉积的纳米级CaPO4颗粒。图10为步骤5）中矿化液二处理之后，放大4000倍扫描电镜下骨粉表面沉积的CaPO4结晶。图11为步骤5）中矿化液二处理之后，放大8000倍扫描电镜下骨粉表面沉积的CaPO4结晶。图12细胞毒性试验中显微镜下观察浸提液各剂量组细胞生长情况。图13细胞毒性试验中显微镜下观察各对照组细胞生长情况。图14试验组动物皮肤未见明显的红斑和水肿（激发后48h）。图15阴性对照组动物皮肤未见明显的红斑和水肿（激发后48h）。图16阳性对照组动物皮肤可见重度红斑和水肿（激发后48h）。图17试验中各组动物的平均体重变化曲线（非极性浸提）。图18试验中各组动物的平均体重变化曲线（极性浸提）。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术进一步进行详细说明。实施例1如图1-7所示，一种牙科骨替代材料的制备方法，包括以下步骤：1）通过骨锯在富含松质骨的干垢端制备厚度约为1-2mm的片切骨片，骨片中可以清晰看到皮质骨与松质骨的分界。将皮质骨彻底去除，保证制得的骨颗粒为较易替代吸收的具有多孔结构的松质骨部分。干燥粉碎，使用粉碎机将干燥后的松质骨块制备成4mm直径的骨颗粒，预留煅烧后的体积变化；2）交替使用1mol/L的NaOH和8%的NaClO交替处理步骤1）制得的骨颗粒，50℃震荡24h，期间交替三次。处理之后，以大量生理盐水漂洗，直至pH值为7.0；3）以2℃/5min的速度逐级升温，升温至300℃，并保持2h；将制得骨粉过筛，分别制备小颗粒规格：0.25-0.5mm；大颗粒规格：0.5-1mm；4）利用矿化液一处理步骤3）得到的无机骨颗粒：在37℃条件下，通过设定流量（10ml/min）的CO2气流调节矿化液一于pH4.8左右，保持溶液反应后的悬浊状态，以利于磷酸钙沉积，使CaPO4在骨颗粒表面沉积为无结晶状态的纳米颗粒，放大4000倍和8000倍扫描电镜下骨粉表面沉积的CaPO4结晶如图8-9所示；其中矿化液一的配比为：1.52gMgCl2*6H2O、1.84gCaCL2*2H2O、0.89gNa2HPO4*2H2O、40gNaCl和1.76gNaHCO3溶解于1000ml的蒸馏水中；5）使用矿化液二处理步骤4）处理过的无机骨颗粒：在37℃条件下，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牙科骨替代材料，其特征在于，包括胎牛松质骨多孔支架和双层磷酸钙矿化表层，其中从内到外第一层为无结晶状态的磷酸钙沉积形成的纳米级颗粒，第二层为晶体态矿化层。

【技术特征摘要】
1.一种牙科骨替代材料，其特征在于，包括胎牛松质骨多孔支架和双层磷酸钙矿化表层，其中从内到外第一层为无结晶状态的磷酸钙沉积形成的纳米级颗粒，第二层为晶体态矿化层，所述的牙科骨替代材料的制备方法，包括以下步骤：1)选用胎牛松质骨部分作为原材料；2)化学处理脱脂脱蛋白；3)逐级升温煅烧去除残留有机质；4)利用矿化液一处理步骤3)得到的无机骨颗粒；5)使用矿化液二处理步骤4)处理过的无机骨颗粒，干燥、冷却至恒重、灭菌后得到所需的无机骨颗粒。步骤2)中脱脂脱蛋白采用的方式是：利用氢氧化钠和次氯酸钠交替进行脱脂和脱蛋白处理，50℃震荡24h，期间交替三次，完成化学处理后以大量生理盐水冲洗去除残留的化学试剂，直至pH值为7.0；所述氢氧化钠和次氯酸钠的浓度分别为1mol/L的NaOH和8％的NaClO。步骤3)中升温煅烧的方式为：以2℃/5min的速度逐级升温，升温至300℃，并保持2h。步骤4)中的矿化液一的配比方式为，1.52gMgCl2·6H2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：程伟，胡勤刚，
申请(专利权)人：南京市口腔医院，
类型：发明
国别省市：江苏;32