本技術(shù)涉及生物材料領(lǐng)域,尤其是涉及一種可注射型羥基磷灰石填充劑及其制備方法。
背景技術(shù):
1、羥基磷灰石是良好填充材料選擇之一,可應(yīng)用于醫(yī)美行業(yè)。羥基磷灰石(ha)的化學(xué)成分與人體骨組織的礦物質(zhì)相似,可與自然骨化學(xué)鍵合,具有良好的生物性能。
2、羥基磷灰石的缺點(diǎn)是脆性高,力學(xué)性能難以與骨組織匹配,目前的改良路線(xiàn)是將羥基磷灰石與有機(jī)材料復(fù)合,以求實(shí)現(xiàn)性能的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn),羥基磷灰石與有機(jī)材料結(jié)合效果較差,難以平衡羥基磷灰石的力學(xué)性能與生物相容性,阻礙了進(jìn)一步應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了提高羥基磷灰石的力學(xué)性能與生物相容性,本技術(shù)提供一種可注射型羥基磷灰石填充劑及其制備方法。
2、第一方面,本技術(shù)提供的一種可注射型羥基磷灰石填充劑的制備方法采用如下的技術(shù)方案:
3、一種可注射型羥基磷灰石填充劑的制備方法,包含以下步驟:
4、取動(dòng)物源骨煅燒,粉碎,得到天然羥基磷灰石;
5、天然羥基磷灰石與致孔劑在增稠液中混合攪拌,形成羥基磷灰石料漿,將羥基磷灰石料漿噴霧干燥成粒,得到羥基磷灰石微球,羥基磷灰石微球的粒徑為20~60μm,然后煅燒羥基磷灰石微球,得到多孔羥基磷灰石;
6、將多孔羥基磷灰石分散于第一有機(jī)溶劑中,加入環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑,加熱反應(yīng),過(guò)濾,得到環(huán)氧化羥基磷灰石;
7、將聚乙二醇和瓜爾膠溶于水中,調(diào)節(jié)ph至酸性,加入醛交聯(lián)劑,加熱反應(yīng),過(guò)濾,得到聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體;
8、將聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體分散于第二有機(jī)溶劑中,加入氨基硅烷偶聯(lián)劑,加熱反應(yīng),過(guò)濾,得到氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體;
9、將環(huán)氧化羥基磷灰石、氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體、膠原蛋白水溶液混合震蕩,得到可注射型羥基磷灰石填充劑。
10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,與人工合成的羥基磷灰石相比,以動(dòng)物源骨作為羥基磷灰石的來(lái)源,具有更高的生物活性和安全性,適用于骨組織再生和醫(yī)美填充領(lǐng)域。
11、通過(guò)致孔劑對(duì)天然羥基磷灰石進(jìn)行修飾,提高天然羥基磷灰石內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)程度,增大天然羥基磷灰石的比表面積,以促進(jìn)氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體和膠原蛋白充分結(jié)合羥基磷灰石;氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體具有良好的生物相容性,膠原蛋白是骨組織的組成之一,兩者均與羥基磷灰石形成較強(qiáng)的結(jié)合能力,在滿(mǎn)足安全性的情況下起到提高羥基磷灰石的力學(xué)性能和骨誘導(dǎo)能力的作用。
12、羥基磷灰石經(jīng)環(huán)氧化后,能夠通過(guò)環(huán)氧基與氨基的反應(yīng),實(shí)現(xiàn)與氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體以及膠原蛋白水溶液進(jìn)一步化學(xué)鍵合,無(wú)需再進(jìn)行交聯(lián)也能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步改善羥基磷灰石填充劑的抗壓能力。
13、可選的,制備所述聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體的步驟中,聚乙二醇、瓜爾膠和醛交聯(lián)劑的重量比為1:(1.2~1.5):(0.2~0.35)。
14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,控制聚乙二醇與瓜爾膠的投入量,實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)聚體交聯(lián)程度的控制,使聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體既能夠進(jìn)行后續(xù)的氨基化改性,也能夠在羥基磷灰石表面附著結(jié)合,從而改善羥基磷灰石填充劑的力學(xué)性能和生物相容性。
15、可選的,所述聚乙二醇的分子量為400~1000,所述瓜爾膠的分子量為75000~90000。
16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,較低分子量的聚乙二醇和瓜爾膠使得預(yù)聚體的韌性更高,且更容易鋪展于羥基磷灰石表面,促進(jìn)羥基磷灰石的力學(xué)性能提高。
17、可選的,制備可注射型羥基磷灰石填充劑的步驟中,所述環(huán)氧化羥基磷灰石、氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體和膠原蛋白水溶液的重量比為1:(0.5~1):(6~8),所述膠原蛋白水溶液中膠原蛋白的分子量為20000~30000da,濃度5~10wt%。
18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,控制膠原蛋白的分子量和濃度,使環(huán)氧化羥基磷灰石、氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體能夠充分分散,并與和膠原蛋白結(jié)合,獲得良好穩(wěn)定性的可注射型羥基磷灰石填充劑。
19、可選的,所述致孔劑的制備方法,包括以下步驟:
20、將聚乙烯醇、乳化劑和水混合攪拌,調(diào)節(jié)ph至酸性,同時(shí)滴加甲醛溶液,滴加完畢后加熱反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾洗滌,得到聚乙烯醇微球;
21、將聚乙烯醇微球分散于水中,依次加入丙烯酸、引發(fā)劑和濃硫酸,加熱反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾洗滌,得到致孔劑。
22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,經(jīng)丙烯酸接枝改性的聚乙烯醇微球能夠與天然羥基磷灰石表面充分接觸,改善羥基磷灰石的表面和內(nèi)部形貌,形成連通的孔道,能夠促進(jìn)羥基磷灰石與氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體以及膠原蛋白結(jié)合,從而在提高羥基磷灰石填充劑的韌性的同時(shí)保證安全性。
23、可選的,所述聚乙烯醇、乳化劑和甲醛的重量比為1:(0.5~0.7):(0.15~0.25);所述聚乙烯醇微球、丙烯酸、引發(fā)劑和濃硫酸的重量比為1:(0.3~0.4):(0.02~0.05):(0.08~0.12)。
24、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,控制致孔劑微球的形狀,提高對(duì)天然羥基磷灰石的致孔效果。
25、可選的,所述增稠液通過(guò)羧甲基纖維素鈉、甘油和水按照重量比1:(0.3~0.6):(15~20)配制而成。
26、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,羥丙基甲基纖維素使增稠液具有一定的粘性,促進(jìn)致孔劑于天然羥基磷灰石表面附著,進(jìn)而在高溫煅燒下致孔。
27、可選的,制備多孔羥基磷灰石的步驟中,所述天然羥基磷灰石、致孔劑與增稠液的重量比為1:(0.3~0.45):(3~5)。
28、可選的,制備環(huán)氧化羥基磷灰石的步驟中,所述多孔羥基磷灰石與環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的重量比為1:(0.08~0.15);制備氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體的步驟中,所述聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體與氨基硅烷偶聯(lián)劑的重量比為1:(0.15~0.25)。
29、第二方面,本技術(shù)提供的一種可注射型羥基磷灰石填充劑,基于上述制備方法制得。
30、綜上所述,本技術(shù)具有一下有益效果:
31、1、本技術(shù)通過(guò)致孔劑對(duì)天然羥基磷灰石進(jìn)行修飾,提高天然羥基磷灰石內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)程度,增大天然羥基磷灰石的比表面積,以促進(jìn)氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體和膠原蛋白液充分結(jié)合羥基磷灰石;氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體具有良好的生物相容性,膠原蛋白是骨組織的組成之一,兩者均與羥基磷灰石形成較強(qiáng)的結(jié)合能力,在滿(mǎn)足安全性的情況下起到提高羥基磷灰石的力學(xué)性能和骨誘導(dǎo)能力的作用。羥基磷灰石經(jīng)環(huán)氧化后,能夠通過(guò)環(huán)氧基與氨基的反應(yīng),實(shí)現(xiàn)與氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體以及膠原蛋白水溶液進(jìn)一步化學(xué)鍵合,無(wú)需再進(jìn)行交聯(lián)也能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步改善羥基磷灰石填充劑的抗壓能力。
32、2、本技術(shù)的致孔劑為經(jīng)丙烯酸接枝改性的聚乙烯醇微球,該致孔劑能夠與天然羥基磷灰石表面充分接觸,改善羥基磷灰石的表面和內(nèi)部形貌,形成連通的孔道,能夠促進(jìn)羥基磷灰石與氨基化聚乙二醇-瓜爾膠預(yù)聚體以及膠原蛋白結(jié)合,從而在提高羥基磷灰石填充劑的韌性的同時(shí)保證安全性。