【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学材料，具体涉及一种三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶的制备方法及应用。
技术介绍
1、外伤、肿瘤、畸形以及牙周病等会导致骨缺损是临床常见问题。自体骨移植是修复此类骨缺损的金标准,但仍存在多次手术、疗程长、伦理和二次创伤等问题。当前人工骨植入材料主要有钛合金、聚醚醚酮(peek)、无机生物陶瓷和高分子复合材料。人工骨植入材料中的钛合金和peek材料缺乏成骨活性，且不可降解，这些问题限制了其进一步应用。生物陶瓷多孔支架如羟基磷灰石、硫酸钙、磷酸钙、磷酸镁和生物玻璃等具有优越的生物相容性、一定的成骨活性和骨传导性，被认为是理想的人工骨替代材料，在临床使用中取得了一定的治疗效果。然而，生物陶瓷材料脆性大、韧性差等问题限制了其骨填充中的应用。因此，亲水性高分子基支架特别是复合无机材料的复合支架因与细胞外基质具有相似的理化特性和成骨活性而广泛用于骨损伤修复中。
2、更重要的是，如何通过材料的设计调动内源性的细胞功能是目前骨修复材料研究的重点。骨组组工程中的三要素包括支架，生长因子和干细胞；支架是基础，外源性干细胞和生长因子的搭载可以显著提高支架的成骨活性。干细胞和细胞因子的植入存在成本高昂、可能产生潜在副作用等问题而应用受到限制。设计活性材料有效调动内源性细胞功能是转化应用中的重点。考虑到内源性细胞在骨修复过程中的信号因子的表达、功能发挥和血管化过程受到能量代谢的调控，而且成骨过程中涉及到大量有机无机物的合成都与细胞能量代谢密切相关。值得注意的是，tca循环是细胞产生能量的主要途径。大量开研究发现将tc
3、tca循环有机酸的盐离子具有更优越的生物安全性和稳定性，而且这些盐在体内特定环境下能够转化成糖代谢过程中对应的有机酸。已有平台将tca代谢离子复合在骨修复材料中提高其成骨性能。schneiders等人证实在胶原/羟基磷灰石支架内装载柠檬酸盐可以有效提升该骨植入材料的成骨活性。konishi等人(9)近期将柠檬酸盐和海藻酸盐装载到骨水泥内部提高其成骨活性和力学性能。然而这些平台是预先将低剂量的柠檬酸盐和支架前驱体溶液混合，该方法装载的柠檬酸盐有限，特别是柠檬酸盐与支架的相互作用力和释放对成骨性能的影响没有报道。
4、王等人的于2023年7月11日公开的专利名称为“3d打印水凝胶骨修复支架、离子交联型壳聚糖基水凝胶的制备方法”的申请号cn116407680a中国专利申请，公开了一种用柠檬酸盐(质量浓度为3-5％)和三聚磷酸盐(质量浓度为3-5％)交联3d打印水凝胶用于骨修复的方法。但是，它没有提到单纯柠檬酸盐能否单独交联该体系，同时该体系中通过柠檬酸盐浸泡该支架的主要是用于体外沉积钙磷盐。此外，它没有提到单纯的柠檬酸盐交联是否会提高高分子基水凝胶的成骨效应。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：开发出合成方法简单，兼具成骨活性、良好机械强度和绿色安全的经济型骨修复材料，本专利技术的目的之一在于提供了一种复合三羧酸循环代谢物盐离子的骨修复材料的制备方法；本专利技术的目的之二在于提供所述三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶在颅骨缺损修复或四肢骨填充修复或牙槽骨缺损修复或牙周炎修复中的应用。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、1、一种三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶的制备方法，所述步骤包括：通过模板法制备亲水高分子基支架，配置一定浓度的三羧酸循环代谢盐离子溶液，将亲水高分子基支架置于三羧酸循环代谢盐离子溶液中，完全浸没，浸泡处理一定时间获得固载三羧酸循环代谢盐离子的亲水高分子基骨修复水凝胶，洗涤去除未吸附的三羧酸循环代谢盐离子即得。
4、进一步可选地，所述亲水高分子基支架中的亲水高分子主要是透明质酸、琼脂糖、海藻酸、壳聚糖、纤维素、葡聚糖、纤维蛋白、明胶，胶原蛋白、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙醇酸、聚乳酸中的一种或几种的组合物。
5、进一步可选地，所述三羧酸循环代谢物盐离子溶液包括柠檬酸钾、柠檬酸锂、柠檬酸钠、柠檬酸镁、α-酮戊二酸钾、α-酮戊二酸锂、α-酮戊二酸钠、α-酮戊二酸镁、琥珀酸钾、琥珀酸锂、琥珀酸钠、琥珀酸镁、苹果酸钾、苹果酸锂、苹果酸钠、苹果酸镁、马来酸钾、马来酸锂、马来酸钠、马来酸镁中的一种或几种的组合。
6、进一步可选地，所述三羧酸循环代谢物盐离子溶液为柠檬酸钠(na3cit)、琥珀酸钠(na2suc)、α酮戊二酸钠(na2αkg)中的至少一种。
7、进一步可选地，三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶的具体制备步骤为：
8、(1)先将壳聚糖溶解于含2％冰乙酸的纯水中，加热搅拌溶解；再加入明胶进行加热搅拌溶解，获得均质的明胶壳聚糖水凝胶；然后将京尼平充分溶解于明胶壳聚糖水凝胶，得到液态的京尼平共价交联明胶和壳聚糖水凝胶，迅速将京尼平共价交联明胶和壳聚糖水凝胶加入预制模型中，在37℃恒温孵箱过夜，使其充分交联至水凝胶呈现深色，将交联好的水凝胶冷冻，后取出备用；
9、(2)分别制备柠檬酸钠饱和溶液、α-酮戊二酸钠饱和溶液、琥珀酸钠饱和溶液；
10、(3)将交联好的水凝胶分别在20倍体积的柠檬酸钠饱和溶液、α-酮戊二酸钠饱和溶液、琥珀酸钠饱和溶液中浸泡48h；
11、(4)将浸泡后的水凝胶置于去离子水中用超声震荡清洗30min，洗净未与水凝胶结合的钠盐，以分别获得柠檬酸钠、α酮戊二酸钠、琥珀酸钠改性的水凝胶。
12、进一步可选地，所述壳聚糖和明胶的质量比为1：5。
13、进一步可选地，所述柠檬酸钠饱和溶液、α-酮戊二酸钠饱和溶液、琥珀酸钠饱和溶液的浓度在10μm-3m之间。
14、2、所述三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶在颅骨缺损修复或四肢骨填充修复或牙槽骨缺损修复或牙周炎修复中的应用。
15、本申请构建了明胶和不同多糖复合的双网络水凝胶，用三羧酸循环代谢物盐离子处理水凝胶，探究离子对水凝胶机械性能和成骨活性的影响。通过引入共价交联，提高了水凝胶的稳定性。
16、在不搭载细胞、生长因子等生物成分的情况下，所述三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶在体外可以促进mc3t3-e1细胞成骨向分化，在体内可以促进大鼠颅骨缺损的修复，其中cgg-cit水凝胶效果更佳，12周时可使临界骨缺损愈本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤包括：通过模板法制备亲水高分子基支架，配置一定浓度的三羧酸循环代谢盐离子溶液，将亲水高分子基支架置于三羧酸循环代谢盐离子溶液中，完全浸没，浸泡处理一定时间获得固载三羧酸循环代谢盐离子的亲水高分子基骨修复水凝胶，洗涤去除未吸附的三羧酸循环代谢盐离子即得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亲水高分子基支架中的亲水高分子主要是透明质酸、琼脂糖、海藻酸、壳聚糖、纤维素、葡聚糖、纤维蛋白、明胶，胶原蛋白、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙醇酸、聚乳酸中的一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三羧酸循环代谢物盐离子包括柠檬酸钾、柠檬酸锂、柠檬酸钠、柠檬酸镁、α-酮戊二酸钾、α-酮戊二酸锂、α-酮戊二酸钠、α-酮戊二酸镁、琥珀酸钾、琥珀酸锂、琥珀酸钠、琥珀酸镁、苹果酸钾、苹果酸锂、苹果酸钠、苹果酸镁、马来酸钾、马来酸锂、马来酸钠、马来酸镁中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三羧酸循环代谢物盐
5.根据权利要求2或3或4任一项所述的方法，其特征在于，三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶的具体制备步骤为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖和明胶的质量比为1：5。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述柠檬酸钠饱和溶液、α-酮戊二酸钠饱和溶液、琥珀酸钠饱和溶液的浓度在10μM-3M之间。
8.权利要求5所述三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶在颅骨缺损修复或四肢骨填充修复或牙槽骨缺损修复或牙周炎修复中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种三羧酸循环代谢物盐离子改性骨修复水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤包括：通过模板法制备亲水高分子基支架，配置一定浓度的三羧酸循环代谢盐离子溶液，将亲水高分子基支架置于三羧酸循环代谢盐离子溶液中，完全浸没，浸泡处理一定时间获得固载三羧酸循环代谢盐离子的亲水高分子基骨修复水凝胶，洗涤去除未吸附的三羧酸循环代谢盐离子即得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亲水高分子基支架中的亲水高分子主要是透明质酸、琼脂糖、海藻酸、壳聚糖、纤维素、葡聚糖、纤维蛋白、明胶，胶原蛋白、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙醇酸、聚乳酸中的一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三羧酸循环代谢物盐离子包括柠檬酸钾、柠檬酸锂、柠檬酸钠、柠檬酸镁、α-酮戊二酸钾、α-酮戊二酸锂、α-酮戊二酸钠、α-酮戊二酸镁、琥珀酸钾、琥珀酸锂、琥珀...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振铭，石玉，
申请(专利权)人：成都云淇生命科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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