一种壳聚糖-明胶骨修复支架及其制备方法技术

本发明专利技术属于骨组织工程领域，公开了一种壳聚糖

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架及其制备方法


[0001]本专利技术属于骨组织工程领域，具体涉及一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架及其制备方法。

技术介绍

[0002]骨骼支撑人体维持基本形态，完成自由运动，起到保护内部器官，贮存矿物质等作用。由于骨组织自修复能力有限，当由于外伤或疾病引起大段骨缺损时，需使用骨修复材料协助自体骨完成修复。目前已开发多种复合材料制备骨修复支架，这些支架在临床中尚未完全应用，其中一个亟待解决的问题是如何促进组织工程支架的血管化。
[0003]在大段骨缺损的修复过程中，血管的生成至关重要。血管需及时输送血液，将营养物质、氧气、成骨因子等运送至修复材料内部，避免中心部位形成坏死区，同时保证修复材料与人体骨的连接融合。尽管已有多种支架材料通过构建孔隙结构以促进血管生成，但仍存在孔结构与天然骨结构差异较大、孔连通率不足等问题，导致组织工程血管化情况不理想。目前，血管化已成为骨缺损支架研究重点。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架及其制备方法，为骨修复血管化提供新材料。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)配制壳聚糖
‑
明胶混合液：
[0008]将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，分散均匀，离心消泡后，将混合液转移至模具中；壳聚糖与明胶的质量比为9：1～5：5；
[0009](2)制备壳聚糖
‑
明胶水凝胶：
[0010]将装有壳聚糖
‑
明胶混合液的模具转移至凝固浴中完成凝胶化，脱模；
[0011]使用去离子水洗涤至pH呈中性，得到壳聚糖
‑
明胶水凝胶；
[0012](3)制备壳聚糖
‑
明胶骨修复支架：
[0013]将壳聚糖
‑
明胶水凝胶冷冻干燥至恒重，得到壳聚糖
‑
明胶骨修复支架。
[0014]进一步，壳聚糖溶液的配制过程为：
[0015]将壳聚糖粉末分散在去离子水中；向分散液中加入冰醋酸，搅拌使壳聚糖粉末溶解，得到壳聚糖溶液；
[0016]冰醋酸、去离子水以及壳聚糖粉末之间比例为1mL：(46.3
‑
47.5)mL：(1.5
‑
2.7)g。
[0017]进一步，所述壳聚糖粉末的粘度为200mPa
·
s，壳聚糖溶液的质量浓度为3wt.％～5.4wt.％。
[0018]进一步，明胶溶液的配制过程为：
[0019]将明胶颗粒分散于去离子水中，40℃～50℃水浴搅拌至其完全溶解，得到明胶溶
液；
[0020]明胶与去离子水的料液比为(0.3
‑
1.5)g：(23.5
‑
24.7)mL。
[0021]进一步，步骤(1)中，明胶溶液的质量浓度为1.2wt.％～6wt.％。
[0022]进一步，步骤(2)中，所述凝固浴采用氢氧化钠的水溶液。
[0023]进一步，氢氧化钠水溶液的浓度为10wt.％。
[0024]本专利技术还公开了一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架，采用所述制备方法制备得到，所述壳聚糖
‑
明胶骨修复支架具有相互平行并彼此连通的仿骨孔道结构。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0026]本专利技术公开的一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架的制备方法，首先制备壳聚糖明胶混合溶液，将溶液注入单开口模具后置于凝固浴溶液中，在凝固浴离子的扩散驱动下，即通过自组织过程，使溶液中高分子自发从无序的溶液状态，转变成具备有序结构的凝胶状态。所制备凝胶具有如图4所示的相互平行并彼此连通的孔道结构，该结构与人体长骨中的哈佛斯系统相似，即具有天然仿骨结构。该过程简单，只需将壳聚糖与明胶溶液按9：1～5：5质量比混合、于凝固浴中静置，无需使用交联剂，避免了潜在毒性对人体的危害。本专利技术制备得到的聚糖
‑
明胶骨修复支架这种结构与人体骨质相似，二者具有同源性，在自然条件下形成的天然孔道结构。本专利技术选取壳聚糖与明胶作为原料，来源广泛，制备容易，成本较低，二者分别为天然氨基多糖和胶原水解得到的大分子，与人体骨组成相近，具有出色的生物相容性及生物降解性，且降解产物无毒副作用，无免疫原性及良好的细胞相互作用特性，易被广泛应用于医学领域。
[0027]本专利技术公开的一种壳聚糖
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明胶骨修复支架，所制备支架材料使骨细胞能够黏附在支架的孔道内，并沿孔道进行增殖和分化，为新骨的形成提供附着点；构建的天然联通孔道有利于血管的连续生长，保证养分的输送，为后续骨细胞健康生长提供保障，可作为解决大段骨缺损修复中血管化问题的材料。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架的制备方法的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术所述壳聚糖
‑
明胶骨修复支架的数码照片；
[0030]图3为本专利技术实施例2和实施例5制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架的傅里叶红外吸收光谱图；
[0031]图4为本专利技术实施例2和实施例5制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架的X
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射线衍射图谱；
[0032]图5为本专利技术实施例1
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5所述制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架纵截面微观结构扫描电子显微镜图像；图(a)为实施例1制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架纵截面微观结构扫描电子显微镜图像；图(b)为实施例2制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架纵截面微观结构扫描电子显微镜图像；图(c)为实施例3制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架纵截面微观结构扫描电子显微镜图像；图(d)为实施例4制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架纵截面微观结构扫描电子显微镜图像；图(e)为实施例5制备的壳聚糖
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明胶骨修复支架纵截面微观结构扫描电子显微镜图像；
[0033]图6为本专利技术所述凝胶支架材料微观结构扫描电子显微镜图像。
具体实施方式
[0034]如图1所示，本专利技术公开了一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架及其制备方法，具体包括如下步骤：
[0035](1)配制壳聚糖溶液
[0036]取1.5
‑
2.7g粘度为200mPa
·
s的壳聚糖粉末分散在46.3
‑
47.5mL去离子水中；向分散液中加入1mL的冰醋酸，充分搅拌使壳聚糖粉末溶解，得到壳聚糖溶液；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖
‑
明胶骨修复支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制壳聚糖
‑
明胶混合液：将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，分散均匀，离心消泡后，将混合液转移至模具中；壳聚糖与明胶的质量比为9：1～5：5；(2)制备壳聚糖
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明胶水凝胶：将装有壳聚糖
‑
明胶混合液的模具转移至凝固浴中完成凝胶化，脱模；使用去离子水洗涤至pH呈中性，得到壳聚糖
‑
明胶水凝胶；(3)制备壳聚糖
‑
明胶骨修复支架：将壳聚糖
‑
明胶水凝胶冷冻干燥至恒重，得到壳聚糖
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明胶骨修复支架。2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖
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明胶骨修复支架的制备方法，其特征在于，壳聚糖溶液的配制过程为：将壳聚糖粉末分散在去离子水中；向分散液中加入冰醋酸，搅拌使壳聚糖粉末溶解，得到壳聚糖溶液；冰醋酸、去离子水以及壳聚糖粉末之间比例为1mL：(46.3
‑
47.5)mL：(1.5
‑
2.7)g。3.根据权利要求2所述的一种壳聚糖
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明胶骨修复支架的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖粉末的粘度为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂景怡，刘馨茗，张美云，谭蕉君，宋顺喜，杨斌，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：