纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及医用生物材料技术领域，尤其是涉及纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒的制备方法及应用。采用本发明专利技术提供的纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒的制备方法能够避免现有技术中高温煅烧导致羟基磷灰石晶体尺寸及结晶度显著升高，造成羟基磷灰石颗粒的体内降解极为缓慢。此外，该制备方法还避免了高温煅烧对加载到羟基磷灰石颗粒内部的活性组分的破坏，使得活性组分在装载过程中能够均匀载入羟基磷灰石内部并保持其生物活性，同时保证颗粒在体内植入服役过程中活性组分的缓慢释放。同时，本发明专利技术提供的纳米晶体羟基磷灰石的制备方法得到的羟基磷灰石由纳米晶体组成，且具有适度的致密度和硬度，能够满足羟基磷灰石植入的力学性能需求。性能需求。性能需求。

【技术实现步骤摘要】
纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及医用生物材料
，尤其是涉及纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]大体积骨缺损(LVBDs)可由先天性骨畸形、肿瘤、炎症和外伤等疾病引起，严重影响患者的美观和功能。骨缺损未达到极限骨缺损时可自愈，而大体积骨缺损超越骨组织自身愈合能力则很难自愈。自体骨移植仍是临床上治疗骨缺损修复的金标准。自体骨能够提供促进新骨生成所必需的三个要素：具有骨引导性的三维支架、具有骨诱导性的生长因子和成骨向细胞。然而自体骨移植也具有诸多无法克服的缺点，例如：患者可供提取的骨量非常有限、手术时间延长、供骨区的疼痛和自体骨吸收率难以预见和控制等等。作为天然替代品，同种异体骨和异种骨移植被广泛采用，它们具有与自体骨相似的结构和成分。然而，这些材料也会产生一系列问题，例如疾病传播和严重的免疫反应。在这种情况下，基于人工合成磷酸钙(CaP)的骨替代材料，例如磷酸三钙(TCP)和羟基磷灰石(HA)，因为它们可大批量合成，无免疫原性，还具有与天然骨相似的成分，显示出广阔的应用潜力。然而，目前市场上大多数磷酸钙类合成骨替代材料不具备骨诱导性，因此它们必须与自体骨混合才能治疗大体积骨缺损。
[0003]为了达到特定的形状和机械刚度，目前大多数磷酸钙类骨替代合成材料的生产需要在高温(400～1300℃)下进行烧结，高温烧结使得制备得到的骨修复材料强度过高，植入后与邻近骨组织形成应力屏蔽，不利于骨整合，同时也会显著降低具有降解能力的钙磷类骨材料的降解速率。而且，在修复材料装载了活性物质的情况下，高温烧结会对严重破坏活性物质的功能。因此，为了保持活性物质的活性，只能将活性物质吸附在材料的表面，而这种携带方式使得活性物质在体内植入后快速释放。由此产生的高浓度活性物质可能会导致一系列副作用，例如非目标部位成骨，骨溶解，骨肿瘤等。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种纳米晶体羟基磷灰石的制备方法，基于湿化学法的改良仿生沉积技术，无需经过高温烧结的情况。采用该方法制备得到的羟基磷灰石是具有纳米级晶粒，且整体理化性能能够满足骨修复的仿生纳米晶体羟基磷灰石。
[0006]为了解决上述技术问题，实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供纳米晶体羟基磷灰石的制备方法，包括使用Tris溶液将1～5倍浓度SCPS溶液的pH调节至5.5～6，呈乳白色悬浊液后，继续添加Tris溶液使pH达到7.35～7.45后，水浴振荡反应后去除上清液，经固液分离和洗涤得到第一沉淀物，第一沉淀物经抽滤后得到第二沉淀物，第二沉淀物在4～30℃干燥硬化得到纳米晶体羟基磷灰石；
[0008]1倍浓度SCPS溶液包括Na
+
140mM、Ca
2+
4mM、Cl
‑
184mM和磷源2mM。
[0009]在可选的实施方式中，所述磷源选自磷酸根离子、磷酸一氢根离子或磷酸二氢根离子中至少一种。
[0010]在可选的实施方式中，所述水浴振荡的温度为30～40℃，振荡频率为40～80rpm/min，优选为37℃，50rpm。
[0011]在可选的实施方式中，所述固液分离的方法包括离心或抽滤。
[0012]在可选的实施方式中，所述离心的速率为2000rpm以上，优选为10000rpm。
[0013]在可选的实施方式中，所述离心及洗涤的步骤重复4～10次。
[0014]优选地，使用PBS(pH＝7.4)溶液进行洗涤。
[0015]优选地，所述PBS溶液的体积为离心得到沉淀物体积的2倍以上。
[0016]在可选的实施方式中，在洗涤结束后在沉淀中加入至少一种促成骨或促成血管的生物活性物质；所述促成骨或促成血管生物活性物质包括细胞外基质成分、促成骨或促成血管活性蛋白、促成骨或促成血管活性多糖、促成骨或促成血管活性多肽、生长因子或小分子化合物。
[0017]在可选实施方式中，所述促成骨或促成血管活性多糖包括透明质酸或硫酸软骨素；所述促成骨或促成血管活性蛋白包括胶原、牛血清白蛋白、弹性蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白或丝素蛋白；所述促成骨或促成血管活性多肽包括RGD；所述生长因子包括VEGF或TGF；所述小分子化合物包括NGR1。
[0018]优选地，所述胶原包括人源化胶原、动物源胶原或类人胶原；所述TGF包括BMP
‑
2、BMP
‑
7或BMP
‑
9。
[0019]第二方面，本专利技术提供采用前述实施方式任一项所述制备方法得到的纳米晶体羟基磷灰石，所述纳米晶体羟基磷灰石由针状晶体组成，晶粒长为20～200nm。
[0020]在可选的实施方式中，包括将纳米晶体羟基磷灰石破碎至粒径为0.25～6mm，优选为0.25～1mm。
[0021]优选地，所述骨修复材料包括纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒。
[0022]采用本专利技术提供的纳米晶体羟基磷灰石骨修复颗粒的制备方法能够避免现有技术中高温煅烧导致羟基磷灰石晶体尺寸及结晶度显著升高，造成羟基磷灰石颗粒的体内降解极为缓慢。此外，该制备方法还避免了高温煅烧对加载到羟基磷灰石颗粒内部的活性组分的破坏，使得活性组分在装载过程中能够均匀载入羟基磷灰石内部并保持其生物活性，同时保证颗粒在体内植入服役过程中活性组分的缓慢释放。同时，本专利技术提供的纳米晶体羟基磷灰石的制备方法得到的羟基磷灰石由纳米晶体组成，且具有适度的致密度和硬度，能够满足羟基磷灰石植入的力学性能需求。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的SEM扫描图；
[0025]图2为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的XRD结果；
[0026]图3为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的FTIR光谱图；
[0027]图4为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的XPS检测结果；
[0028]图5为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的MicroCT扫描结果；
[0029]图6为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的新生骨体积密度统计结果；
[0030]图7为本专利技术实施例1～5得到的纳米晶体羟基磷灰石的硬组织切片染色结果；
[0031]图8为PBS洗涤次数优化结果。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.纳米晶体羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，包括使用Tris溶液将1～5倍浓度SCPS溶液的pH调节至5.5～6，呈乳白色悬浊液后，继续添加Tris溶液使pH达到7.35～7.45后，水浴振荡反应后去除上清液，经固液分离和洗涤得到第一沉淀物，第一沉淀物经抽滤后得到第二沉淀物，第二沉淀物在4～30℃干燥硬化得到纳米晶体羟基磷灰石；1倍浓度SCPS溶液包括Na
+ 140mM、Ca
2+ 4mM、Cl
‑ 184mM和磷源2mM。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷源选自磷酸根离子、磷酸一氢根离子或磷酸二氢根离子中至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水浴振荡的温度为30～40℃，振荡频率为40～80rpm/min，优选为37℃，50rpm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固液分离的方法包括离心或抽滤。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述离心的速率为2000rpm以上，优选为10000rpm。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述离心及洗涤的步骤重复4～10次；优选地，使用pH为7.4的PBS溶液进行洗涤；优选地，所述PBS溶液的体积为离心得到沉淀物体积的2倍以上。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，徐高丽，万奔，沈晨曦，卢云宇，吴丽勇，
申请(专利权)人：杭州彗搏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：