VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法及其在骨修复支架材料中的应用技术

本发明专利技术涉及一种VA@PLGA‑CS‑HA复合抗菌缓释微球的制备方法及其在骨修复支架材料中的应用，属生物医用材料领域。本发明专利技术微球的制备方法是首先将PLGA溶液与VA溶液混合均匀，形成W1/O乳液；将壳聚糖溶液与PVA水溶液混合均匀，得到CS/PVA溶液；将透明质酸钠溶液与PVA溶液混合，配制HAS/PVA溶液；然后将CS/PVA溶液与W1/O乳液混合，得到稳定的W1/O/W2乳液；再将W1/O/W2乳液与HAS/PVA溶液混合，加入三聚磷酸钠水溶液，最后静置、离心、洗涤、干燥后制得。本发明专利技术方法简单有效，具有良好的生物安全性，且制得的微球具有优异的抗菌、降解等性能，适合用作骨缺损修复材料。

Preparation of VA@PLGA-CS-HA Composite Antibacterial Sustained Release Microspheres and Its Application in Bone Repair Scaffold Material

The invention relates to a preparation method of VA@PLGA_CS_HA composite antibacterial sustained-release microspheres and its application in bone repair scaffold materials, belonging to the field of biomedical materials. The preparation method of the microsphere is to mix the PLGA solution with the VA solution uniformly, form the W1/O emulsion, mix the chitosan solution with the PVA aqueous solution uniformly, obtain the CS/PVA solution, mix the sodium hyaluronate solution with the PVA solution, and prepare HAS/PVA solution; then mix the CS/PVA solution with the W1/O emulsion to obtain a stable W1/O/W2 emulsion; then mix the W1/O/W2 emulsion with the solution of the W1/O solution. It was prepared by adding sodium tripolyphosphate aqueous solution, and then standing, centrifuging, washing and drying. The method of the invention is simple and effective, has good biological safety, and the prepared microspheres have excellent antimicrobial and degradable properties, and are suitable for being used as bone defect repair materials.

【技术实现步骤摘要】
VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法及其在骨修复支架材料中的应用
本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法及其在骨修复支架材料中的应用。
技术介绍
随着外伤，骨病、肿瘤，先天畸形等原因造成的关节软骨面缺损经常出现在临床工作中，但由于其自身修复能力非常有限，几乎无法自行修复，因此人们对软骨组织修复材料的需求日益增多。目前针对慢性骨感染所致的骨缺损治疗，临床上常用的方法包括系统使用抗生素抗感染治疗和局部使用抗生素缓释系统。但由于慢性骨感染患者局部骨及软组织瘢痕化，血供差等原因，全身应用抗生素很难达到局部有效杀菌，因此疗效欠佳。而局部抗生素缓释给药系统能在局部释放高浓度抗生素，且可避免全身毒性，在治疗骨髓炎方面表现出了显著的优越性。但现有的缓释骨修复材料仍存在局部抗菌药物难以持续达到有效的抗菌浓度、药物难以实现控制释放等缺陷，因此，临床上急需可控药物释放和可控降解的生物活性抗菌骨修复材料，用于有效修复慢性骨感染引起的骨缺损，降低手术失败率及感染复发率。目前，临床应用最广泛有效的抗生素递药系统材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，常用的负载抗生素有庆大霉素、妥布霉素和万古霉素等。目前报道的可降解的、已用于局部抗生素缓释的无机和有机载体材料有羟基磷灰石(HAP)、磷酸钙骨水泥(CPC)、硫酸钙、聚乳酸(PLA)，聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)，聚己内酯(PCL)、壳聚糖、胶原蛋白、海藻酸盐等。壳聚糖(Chitosan，CS)是一种天然高分子生物材料，具有无毒性、无刺激性、生物相容性、生物可降解性、易于改性等优良性能，在骨、软骨和皮肤组织工程等方面表现出了良好的应用前景。透明质酸钠(Hyaluronicacidsodiumsalt，HAS)是皮肤和其它组织中广泛存在的天然生物分子，是构成人体细胞间质、关节滑液等结缔组织的主要成分，在关节腔中几乎以纯态形式存在。它能促进细胞的增殖、分化，清除氧自由基，促进伤口愈合、调节渗透压、润滑、促进细胞修复及改善关节的重要作用。本专利技术综合PLGA、壳聚糖、透明质酸钠、万古霉素等材料的优点，制备出了一种可用于骨关节炎软骨缺损修复的复合抗菌缓释支架材料。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法及其在骨修复支架材料中的应用。为了实现本专利技术的上述第一个目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)溶解于二氯甲烷中，配制质量百分比浓度为5～15wt％的PLGA溶液；将壳聚糖(CS)溶解于冰乙酸中，配制质量百分比浓度为0.5～1.5wt％的壳聚糖溶液，备用；将透明质酸钠(HAS)溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为1～3wt％的透明质酸钠溶液，备用；将万古霉素盐酸盐(VA)溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为25～100mg/ml的万古霉素溶液；将聚乙烯醇(PVA)溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为0.3～3wt％的壳聚糖溶液，备用；(2)按比例将步骤(1)所述PLGA溶液与VA溶液混合均匀后超声分散，形成W1/O乳液，其中：所述PLGA溶液与VA溶液的体积比为2～10：1；(3)按比例将步骤(1)所述壳聚糖溶液与PVA水溶液混合均匀，得到CS/PVA溶液；其中：所述壳聚糖溶液与PVA水溶液的体积比为0.5～2：1；(4)按比例将步骤(3)所述CS/PVA溶液与步骤(2)所述W1/O乳液混合，超声分散均匀后，得到稳定的W1/O/W2乳液，其中：所述CS/PVA溶液与W1/O乳液的体积比为2～6：1；(5)取适量步骤(1)所述透明质酸钠溶液，加入PVA溶液，配制HAS/PVA溶液，其中：所述透明质酸钠溶液与步骤(3)采用的壳聚糖溶液的体积比为1：1，所述HAS/PVA溶液与W1/O/W2乳液的体积比为4～6：1；(6)将步骤(4)所得W1/O/W2乳液与步骤(5)所得HAS/PVA溶液混合，室温搅拌0.5～2h后升温至45℃，继续搅拌20～40min，然后加入适量三聚磷酸钠水溶液，搅拌1～2h后静置8～12h，离心、洗涤，收集沉淀，冷冻干燥，制得所述的VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述PLGA溶液质量百分比浓度优选为10wt％；所述壳聚糖溶液的质量百分比浓度优选为1wt％；透明质酸钠溶液的质量百分比浓度优选为1.5wt％。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述PLGA溶液与VA溶液的体积比优选为5：1。进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述壳聚糖溶液与PVA水溶液的体积比优选为1：1，所述PVA水溶液的质量百分比浓度优选为3wt％。进一步地，上述技术方案，步骤(4)所述CS/PVA溶液与W1/O乳液的体积比优选为4：1。进一步地，上述技术方案，步骤(5)所述HAS/PVA溶液与W1/O/W2乳液的体积比为5：1，所述加入的PVA溶液质量百分比浓度优选为0.4wt％。进一步地，上述技术方案，步骤(6)所述三聚磷酸钠水溶液的质量百分比浓度优选为5wt％，所述三聚磷酸钠水溶液与步骤(3)采用的壳聚糖溶液的体积比优选为1：1。本专利技术第二个目的在于提供上述方法制得的VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的应用，可用于制备骨修复支架材料。进一步地，上述所述的骨修复支架材料为VA@PLGA-CS-HA/HAP支架材料。一种VA@PLGA-CS-HA/HAP支架材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(i)将明胶溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为1～10％的明胶溶液，备用；(ii)按配比将羟基磷灰石(HAP)和VA@PLGA-CS-HA微球一并加入到步骤(1)所述明胶溶液中，磁力搅拌30～90min后超声分散均匀，得到HAP/VA@PLGA-CS-HA混合液；(iii)将步骤(ii)所得HAP/VA@PLGA-CS-HA混合液置于模具中-15～-25℃冷冻，然后在-40～-60℃条件下冷冻干燥，脱模，获得支架；再将所得支架用EDC/NHS乙醇溶液浸泡5～7h，最后洗涤、干燥，获得所述的VA@PLGA-CS-HA/HAP支架材料。进一步地，上述技术方案，步骤(ii)所述羟基磷灰石与VA@PLGA-CS-HA微球的质量比优选为2：3。进一步地，上述技术方案，步骤(i)所述明胶溶液的质量百分比浓度优选为5wt％。进一步地，上述技术方案，步骤(iii)所述混合液在模具中冷冻的温度优选为-20℃，所述冷冻干燥的温度优选为-50℃。进一步地，上述技术方案，步骤(iii)所述EDC/NHS乙醇溶液中EDC浓度为0.05～0.2mol/L，优选为0.1mol/L；NHS浓度为0.01～0.1mol/L，优选为0.05mol/L。与现有技术相比，本专利技术涉及的一种VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法及其在骨修复支架材料中的应用具有如下有益效果：(1)本专利技术制得的VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球具有良好的力学性能、降解性能，以及合适的降解速率和优异的抗菌性能，能持续28天抑制金黄葡萄球菌的生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VA@PLGA‑CS‑HA复合抗菌缓释微球的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将聚乳酸聚乙醇酸共聚物PLGA溶解于二氯甲烷中，配制质量百分比浓度为5～15wt％的PLGA溶液；将壳聚糖CS溶解于冰乙酸中，配制质量百分比浓度为0.5～1.5wt％的壳聚糖溶液，备用；将透明质酸钠HAS溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为1～3wt％的透明质酸钠溶液，备用；将万古霉素盐酸盐VA溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为25～100mg/ml的万古霉素溶液；将聚乙烯醇PVA溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为0.3～3wt％的壳聚糖溶液，备用；(2)按比例将步骤(1)所述PLGA溶液与VA溶液混合均匀后超声分散，形成W1/O乳液，其中：所述PLGA溶液与VA溶液的体积比为2～10∶1；(3)按比例将步骤(1)所述壳聚糖溶液与PVA水溶液混合均匀，得到CS/PVA溶液；其中：所述壳聚糖溶液与PVA水溶液的体积比为0.5～2∶1；(4)按比例将步骤(3)所述CS/PVA溶液与步骤(2)所述W1/O乳液混合，超声分散均匀后，得到稳定的W1/O/W2乳液，其中：所述CS/PVA溶液与W1/O乳液的体积比为2～6∶1；(5)取适量步骤(1)所述透明质酸钠溶液，加入PVA溶液，配制HAS/PVA溶液，其中：所述透明质酸钠溶液与步骤(3)采用的壳聚糖溶液的体积比为1∶1，所述HAS/PVA溶液与W1/O/W2乳液的体积比为4～6∶1；(6)将步骤(4)所得W1/O/W2乳液与步骤(5)所得HAS/PVA溶液混合，室温搅拌0.5～2h后升温至45℃，继续搅拌20～40min，然后加入适量三聚磷酸钠水溶液，搅拌1～2h后静置8～12h，离心、洗涤，收集沉淀，冷冻干燥，制得所述的VA@PLGA‑CS‑HA复合抗菌缓释微球。...

【技术特征摘要】
1.一种VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将聚乳酸聚乙醇酸共聚物PLGA溶解于二氯甲烷中，配制质量百分比浓度为5～15wt％的PLGA溶液；将壳聚糖CS溶解于冰乙酸中，配制质量百分比浓度为0.5～1.5wt％的壳聚糖溶液，备用；将透明质酸钠HAS溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为1～3wt％的透明质酸钠溶液，备用；将万古霉素盐酸盐VA溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为25～100mg/ml的万古霉素溶液；将聚乙烯醇PVA溶解于蒸馏水中，配制质量百分比浓度为0.3～3wt％的壳聚糖溶液，备用；(2)按比例将步骤(1)所述PLGA溶液与VA溶液混合均匀后超声分散，形成W1/O乳液，其中：所述PLGA溶液与VA溶液的体积比为2～10∶1；(3)按比例将步骤(1)所述壳聚糖溶液与PVA水溶液混合均匀，得到CS/PVA溶液；其中：所述壳聚糖溶液与PVA水溶液的体积比为0.5～2∶1；(4)按比例将步骤(3)所述CS/PVA溶液与步骤(2)所述W1/O乳液混合，超声分散均匀后，得到稳定的W1/O/W2乳液，其中：所述CS/PVA溶液与W1/O乳液的体积比为2～6∶1；(5)取适量步骤(1)所述透明质酸钠溶液，加入PVA溶液，配制HAS/PVA溶液，其中：所述透明质酸钠溶液与步骤(3)采用的壳聚糖溶液的体积比为1∶1，所述HAS/PVA溶液与W1/O/W2乳液的体积比为4～6∶1；(6)将步骤(4)所得W1/O/W2乳液与步骤(5)所得HAS/PVA溶液混合，室温搅拌0.5～2h后升温至45℃，继续搅拌20～40min，然后加入适量三聚磷酸钠水溶液，搅拌1～2h后静置8～12h，离心、洗涤，收集沉淀，冷冻干燥，制得所述的VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球。2.根据权利要求1所述的VA@PLGA-CS-HA复合抗菌缓释微球的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述PLGA溶液质量百分比浓度优选为10wt％；所述壳聚糖溶液的质量百分比浓度优选为1wt％；透明质酸钠溶液的质量百分比浓度优选为1.5wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐国平，赵劲民，胡春蓉，张明，席立成，
申请(专利权)人：乐国平，
类型：发明
国别省市：广西,45