CaCO制造技术

一种CaCO

【技术实现步骤摘要】
CaCO3/MgO纳米复合物及其在骨修复中的应用
本专利技术涉及一种由天然物料制备的材料，尤其涉及一种基于蛋壳制备的CaCO3/MgO纳米复合物，具有骨诱导特性，适用于制成支架等医疗器械。
技术介绍
创伤、肿瘤切除和先天性疾病引起的骨缺损严重影响患者的日常生活。组织工程的迅速发展为骨缺损修复领域带来了活力，而支架材料作为骨组织修复的重要组成部分，成为了近年来研究的热点。由于同种异体骨和自体骨移植均存在免疫排斥和供体不足等不可逾越的缺点，以磷酸钙/碳酸钙和一些生物大分子(如：壳聚糖、海藻酸钠和胶原等)为主要原料制备的支架材料成应运而生，并且因其良好的生物相容性和力学性能而受到广泛关注。然而，无骨诱导能力的支架材料造成的不相匹配的成骨和降解速率仍然严重制约骨缺损修复效果，为临床治疗中带来极大考验。有报道称镁在成骨过程中起着非常重要的作用。此外，镁通过调节活性钙转运和激活吞噬功能刺激成骨细胞增殖、分化和骨矿化。镁缺乏可能与骨骼脆弱和/或骨生长减少有关。因此，适量的Mg掺入有利于新生骨的再生，许多研究证实加入Mg2+能改善支架的成骨诱导性。然而，从支架中骤然释放的Mg2+离子可能带来生物毒性等问题，因此这种方法在很长一段时间内因安全问题被搁置(ActaBiomater.10(2014)2834-2842)，而未得到应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种纳米复合物，由蛋壳和乙酸镁经浸渍、煅烧制得，降低镁离子的生物毒性。本专利技术的另一个目的在于提供一种纳米复合物，由蛋壳和乙酸镁经浸渍、煅烧制得，含有CaCO3和MgO，具有骨诱导特性，促进骨再生和组织修复。本专利技术的再一个目的在于提供一种纳米复合物，含有CaCO3和MgO，使得制得支架的力学性能显著提高。本专利技术的又一个目的在于提供一种医疗器械，采用含有CaCO3和MgO纳米复合物为原料制造，具有促进骨再生的作用，适用于骨修复支架等。一种纳米复合物，由蛋壳和乙酸镁经浸渍、煅烧制得。另一种纳米复合物，由蛋壳和乙酸镁经浸渍、煅烧制得，每克蛋壳中加入镁离子0.06g。另一种纳米复合物，由蛋壳和乙酸镁经浸渍、煅烧制得，含有MgO和CaCO3，每克蛋壳中加入镁离子0.06g。另一种纳米复合物，将蛋壳用乙酸镁经浸渍后，经煅烧(如：600℃加热3小时，升温速率为2℃/min)制得，含有MgO和CaCO3，每克蛋壳中加入镁离子0.06g。另一种纳米复合物，由如下制备方法得到：首先将1.2g蛋壳粉和0.05M乙酸镁(50ml)均匀混合(比如：在室温下搅拌3小时)。然后，用水洗涤数次后干燥。最后，置于600℃下煅烧(升温速率为2℃/min)3小时即得。本专利技术的纳米复合物，所含的MgO和CaCO3是多晶体结构，C、O、Mg和Ca等元素在材料表面均匀分布，氧化镁位于碳酸钙的表面，碳酸钙X射线衍射2θ特征峰以29.5°为主，还位于23.0°、31.4°、35.8°、39.4°、43.16°、47.2°、47.5°、57.3°、60.8°和64.6°等。氧化镁X射线衍射2θ特征峰在57.5和63.3°。本专利技术的纳米复合物具有促进骨再生的活性，比如：与PLGA、PLA、PEG、环糊精和壳聚糖等任何一种聚合物形成有机/无机复合材料，再制成各种用于骨修复的支架或骨粉。一种医疗器械，其采用本专利技术的CaCO3/MgO纳米复合物为原料制得。一种支架，将CaCO3/MgO纳米复合物和羧甲基壳聚糖(carboxymethylchitosan，CMC)溶解于水中，然后用碳二亚胺(EDC)和N羟基琥珀酰亚胺(NHS)将混合溶液交联，形成水凝胶后，经冻干制得。支架具有多孔结构，孔径为50μm-80μm。一种骨粉，将CaCO3/MgO纳米材料与胶原蛋白(或生长因子)复合，用于制备人工骨粉。本专利技术技术方案实现的有益效果：本专利技术提供的含有钙离子和镁离子的材料，在蛋壳中加入的镁离子的方式制得，具有天然、绿色和环保的特点，不仅可充分利用含有大量CaCO3的废弃蛋壳，还显著降低了镁离子的生物毒性，有利于发挥镁离子对骨再生的促进作用。以本专利技术提供的含有钙离子和镁离子的材料制得的支架材料，其力学强度显著提高。以本专利技术提供的含有钙离子和镁离子的材料制得的骨粉材料，其具有良好的骨再生能力。本专利技术提供的CaCO3/MgO纳米复合物，由蛋壳和乙酸镁经浸渍、煅烧制得，不仅具有天然绿色环保的特点，有效提高Mg2+在骨诱导中的生物活性，使得Mg2+作为一种具有相对的化学稳定性、生物活性和生物相容性等特性的无机物被应用于骨修复。附图说明图1为本专利技术的CaCO3/MgO纳米复合材料的XRD光谱结果图；图2为本专利技术CaCO3/MgO纳米复合材料表征图；其中，图A为在低倍率下的SEM图像，图B和图C为在高倍率下的SEM图像，图D为材料中CaCO3/MgO的定量EDS图谱；图3为本专利技术CaCO3/MgO纳米复合材料的结构表征图；其中，图A、B为TEM，图C为HRTEM，图B中插图为SAED图像；图4为本专利技术CaCO3/MgO/CMC支架的制备过程实样图；图5为本专利技术制得的CaCO3/MgO/CMC支架的形态学和物理特性表征图；其中，图A为与游离细胞共培养的CaCO3/MgO/CMC支架的SEM图像，图B为支架的应力应变曲线，图C为支架的杨氏模量，图D为抗压强度；(***p＜0.001)图6为CaCO3/MgO纳米复合材料制成的支架的生物相容性；其中，图A为细胞在CaCO3/MgO/CMC上增殖72小时；图B为细胞在CaCO3/MgO和CMC支架上孵育3d后的活/死染色和扫描电镜图像；(*p＜0.05，**p＜0.01，**p＜0.001)图7为CaCO3/MgO纳米复合材料制成的支架的骨诱导作用；其中，图A为细胞在支架上培养14天后的ALP染色；图B为细胞在支架上培养21天后的ARS染色。图8为大鼠颅骨的组织染色图；其中，图A为反应血管化的HE染色；图B为反应I型胶原沉积情况的马松染色。具体实施方式以下结合附图详细描述本专利技术的技术方案。本专利技术实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围中。本专利技术以下实施例所用的各项试验方法具体说明如下：1)CaCO3/MgO纳米复合材料的制备首先将1.2g蛋壳粉和0.05M乙酸镁(50ml)溶于烧杯中，在室温下搅拌3h，以实现均匀混合。将均匀混合的溶液用超纯水洗涤数次并干燥。最后将产品放入马弗炉中，在600℃下煅烧3小时。升温速率为2℃/min。2)CaCO3/MgO/CMC支架的制备将2％(W/V)的羧甲基壳聚糖(CMC)溶于5％(W/V)CaCO3/MgO溶液中，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米复合物，其特征在于由镁离子和蛋壳混合而制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合物，其特征在于由镁离子和蛋壳混合而制得。


2.根据权利要求书1所述的纳米复合物，其特征在于每克所述的蛋壳中加入所述的镁离子0.06g。


3.根据权利要求书1所述的纳米复合物，其特征在于含有MgO和CaCO3，MgO和CaCO3是多晶体结构。


4.根据权利要求书1所述的纳米复合物，其特征在于经煅烧3小时制得，煅烧的温度600℃。


5.根据权利要求书1所述的纳米复合物，其特征在于C、O、Mg和Ca元素在材料表面均匀分布。


6.根据权利要求书...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮静，范先群，杨大鹏，黄雅琢，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：上海;31