一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法。制备步骤如下：壳聚糖溶于乙酸溶液，得壳聚糖乙酸溶液；加入凹凸棒石混匀，得壳聚糖/凹凸棒石混合液；置容器中成膜后通过梯度温度降温直至冷冻，加入乙醇/氢氧化钠混合液继续冷冻数小时。缓冲液洗涤，梯度酒精脱水，甘油/水溶液洗膜，室温自然干燥，得具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料。本发明专利技术制备的纳米纤维膜材料具有良好的柔韧性、降解性、生物相容性和引导骨再生功能，且无毒副作用，符合组织工程材料要求。符合组织工程材料要求。符合组织工程材料要求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及骨组织再生、修复生物材料领域，具体涉及一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法。

技术介绍

[0002]每年我国骨缺损或功能障碍患者超过300万人。骨损伤或骨缺损临床上十分常见，目前临床上主要采用自体骨或异体骨移植方法促进骨的再生和修复。虽然自体骨移植的修复效果明显优于异体骨移植，但是自体骨移植在材料来源有限，不能满足临床需求；异体骨尽管来源丰富，但是存在诸多不足：
①
易产生免疫排斥反应；
②
可能携带异源病原体，存在人畜共患病风险；
③
存在一定的伦理问题。为了克服自体骨和异体骨移植存在的缺陷，组织工程化骨是未来发展和应用的重要方向之一。理想的骨修复材料应具有：
⑴
良好的骨诱导性和骨传导性；
⑵
良好的组织相容性；
⑶
降解速度与骨再生同步化；
⑷
骨的血管化；
⑸
有利于营养物交换的多孔性。基于这一要求，随着组织工程技术的发展和进步，组织工程化骨的研究和应用取得长足进步。引导骨再生膜材料是一类具有促进骨再生和抑制非骨组织过度生长的组织工程化材料。近年来，骨再生膜材料的研究和开发已取得显著进步，可吸收膜材料逐步代替了传统的不可吸收膜材料。利用高分子材料制备的可吸收膜，其主要的缺陷是材料缺乏生物活性，影响骨的再生。天然材料如胶原蛋白虽然具有一定的生物活性，但是其主要来源于异种动物，存在一定的潜在疾病风险。壳聚糖是一种天然生物材料，具有可吸收性、低免疫性和抗菌性等生物活性功能，是一类理想的天然生物材料。凹凸棒石(Attapulgite,ATP)是一种具链层状结构的含硅酸盐天然纳米材料，其结构属2：1型粘土矿物。ATP的独特性能表现为：
①
纳米棒状结构；
②
粘性高和可塑性强；
③
吸水性强；
④
内部多孔道，比表面积大；
⑤
吸附性强，大部分的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附；
⑥
富含多种微量元素。我们前期研究表明，ATP具有良好的成骨性和骨诱导性，是一类具有潜在应用价值的无机生物材料。膜材料的制备有多种方法，其中高压静电纺丝技术是最常用的方法之一，尽管该技术设备相对低廉、操作简单和可电纺材料多等优点，但是电纺纳米材料存在孔隙小，不利于细胞的迁入和组织形成。低温凝胶成膜技术具有操作简单、无需特殊的设备和能形成较不同大小的孔隙结构，是制备引导骨再生膜材料的理想方法之一。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法，利用冷冻凝胶方法制备壳聚糖/凹凸棒石膜材料，将不同比例的壳聚糖/ 凹凸棒石混合，通过梯度冷冻方法使壳聚糖/凹凸棒石成膜，加入一定量的乙醇/氢氧化钠混合液继续冷冻数小时；缓冲液洗膜，梯度酒精脱水；甘油/水混合液洗膜，自然干燥
后成膜，制备出具有三层结构、多孔的壳聚糖/凹凸棒石膜材料，具有较好的生物相容性、生物降解性和引导骨生长性能，同时具有较好的生物机械强度，满足骨损伤修复的要求。
[0004]技术方案：一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：分别取壳聚糖和凹凸棒石，将壳聚糖溶于质量百分比0.1～1％乙酸溶液，充分混匀后加入凹凸棒石，混合液以转速100～500r/min搅拌12～24h，得混合液；步骤2：将步骤1得到的混合液缓慢加入体积为10～50cm3塑料模具中，置于4℃环境下预冷 4～12h，再置于
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20℃环境下冷冻12～48h；步骤3：缓慢加入摩尔数0.1～3M NaOH和质量百分比80～100％乙醇混合液，置
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20℃环境下冷冻12～48h得膜材料；步骤4：步骤3得到的膜材料用质量摩尔数0.01～1M PBS洗3～5次/30min，再用质量百分比50～100％乙醇溶液分别依次梯度脱水，最后用质量比为1～10:1的甘油：水洗5～10min；步骤5：室温环境下自然干燥，即得本专利技术的具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料。进一步的，所述步骤中1中壳聚糖和凹凸棒石的质量比为100～20︰60～10。进一步的，所述步骤3中NaOH溶液和乙醇溶液的质量比为1:1。进一步的，所述步骤4中PBS的pH＝7.4。有益效果：1、本专利技术制备的壳聚糖/凹凸棒石膜材料具有制备工艺简单、无需特殊设备、尺寸可控、重复性好，易于根据需要制备具有不同尺寸的膜材料，满足不同的需求。2、壳聚糖/凹凸棒石膜材料具有三层结构，且具有大小不等的孔隙结构，有利于细胞迁入和组织的形成。同时，能有效促进营养物质的供给和代谢物的排除。3、壳聚糖/凹凸棒石膜具有一定的柔韧性和力学强度；良好的降解性、生物相容性和无毒副作用，符合组织工程材料的要求。4、本专利技术制备的壳聚糖/凹凸棒石膜具有引导骨再生的作用。
附图说明
图1是实施例1构建的壳聚糖/凹凸棒石膜材料的实物图。图2是实施例1壳聚糖/凹凸棒石膜材料表面扫描电镜图。图3是实施例1壳聚糖/凹凸棒石膜材料纵切面扫描电镜图。图4是实施例1壳聚糖/凹凸棒石膜材料纵切面扫描电镜图。图5是实施例1壳聚糖/凹凸棒石膜红外光谱图。图6是实施例1构建的壳聚糖/凹凸棒石膜材料与细胞复合培养的扫描电镜图。图7是实施例1的壳聚糖/凹凸棒石膜材料植入动物骨缺损处3个月后的组织染色图。
具体实施方式
实施例1
一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按质量比90︰10，分别取壳聚糖和凹凸棒石，将壳聚糖溶于质量百分比0.2％乙酸溶液，充分混匀后加入凹凸棒石，混合液以转速250r/min搅拌24h，得混合液；步骤2：将步骤1得到的混合液缓慢加入体积为50cm3塑料模具中，置4℃环境下预冷12h，再置入
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20℃环境下冷冻24h；步骤3：缓慢加入按照1:1质量摩尔数2M NaOH和质量百分比100％乙醇混合液，置
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20℃环境下冷冻24h得膜材料；步骤4：将步骤3得到的膜材料用质量摩尔数0.2M PBS(pH＝7.4)洗3～5次/30min,再用质量百分比50、70、80、90、95和100％乙醇溶液分别依次梯度脱水，最后再用质量比为10:1 的甘油:水混合液洗10min；步骤5：室温环境下自然干燥，即得本专利技术的具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料。实施例2一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按质量比80︰20，分别取壳聚糖和凹凸棒石，将壳聚糖溶于质量百分比0.2％乙酸溶液，充分混匀后加入凹凸棒石，混合液以转速250r/min搅拌24h，得混合液；步骤2：将步骤1得到的混合液缓慢加入体积为50cm3塑料模具中，置4℃环境下预冷12h，再置入
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20℃环境下冷冻24h；步骤3：缓慢加入按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有引导骨组织再生的壳聚糖凹凸棒石膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：分别取壳聚糖和凹凸棒石，将壳聚糖溶于质量百分比0.1～1％乙酸溶液，充分混匀后加入凹凸棒石，混合液以转速100～500r/min搅拌12～24h，得混合液；步骤2：将步骤1得到的混合液缓慢加入体积为10～50cm3塑料模具中，置于4℃环境下预冷4～12h，再置于
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20℃环境下冷冻12～48h；步骤3：缓慢加入摩尔数0.1～3M NaOH和质量百分比80～100％乙醇混合液，置
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20℃环境下冷冻12～48h得膜材料；步骤4：步骤3得到的膜材料用质量摩尔数0.01～1M PBS洗3～5次/3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红斌，周栋，马佳义，刘均，吴思宇，戴婷，张震宇，
申请(专利权)人：常州市第二人民医院，
类型：发明
国别省市：