一种缓释抗菌复合植骨材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缓释抗菌复合植骨材料及其制备方法。该缓释抗菌复合植骨材料主要由纳米银/TMC‑207缓释微球、纳米羟基磷灰石和磷酸钙骨水泥粉末混合制成。制备方法包括(1)通过O/O乳化‑溶剂挥发法制备纳米银/TMC‑207缓释微球，其中以PLGA为载体材料；(2)将纳米银/TMC‑207缓释微球、纳米羟基磷灰石与磷酸钙骨水泥粉末混合，所得混合物与去离子水调制成糊状物，经定型和干燥，得到缓释抗菌复合植骨材料。本发明专利技术的缓释抗菌复合植骨材料局部释药时间长、杀菌效果明显、且具有骨修复能力，制备方法操作简单方便、成本较低。

A kind of sustained release antibacterial composite bone graft material and its preparation method

The invention discloses a sustained release antibacterial composite bone graft material and a preparation method. The sustained-release antibacterial composite bone graft material is mainly composed of /TMC 207 nano silver microspheres, nano hydroxyapatite powder and calcium phosphate cement. The preparation method comprises (1) 207 microspheres by O/O emulsion solvent evaporation method to prepare nano silver /TMC, with PLGA as the carrier material; (2) /TMC 207 nano silver microspheres, nano hydroxyapatite powder and calcium phosphate cement mixture, and the mixture of deionized water is modulated into a paste by setting and drying to get sustained release antibacterial composite bone graft material. The slow release antibacterial composite bone graft material has long local release time, obvious bactericidal effect, and has the ability of bone repair. The preparation method is simple and convenient, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种缓释抗菌复合植骨材料及其制备方法
本专利技术属于外科手术用品领域，涉及一种外科用品的抗菌植骨材料及其制备方法，具体涉及一种缓释抗菌(特别是抗结核菌)复合植骨材料及其制备方法。
技术介绍
耐多药结核病(Multidrug-resistanttuberculosis,MDR-TB)近年来在全球范围内有蔓延趋势，我国是全球耐药结核病疫情较高的国家之一。MDR-TB治疗难度大、死亡率高、且预后较差。脊柱结核作为最常见的肺外结核同样面临耐多药问题，若治疗不当可导致疾病迁延复发，进展为严重后凸畸形及神经障碍。目前耐多药脊柱结核常规的治疗方案为二线抗结核药物全身化疗+局部病灶清除。脊柱结核由于局部病理结构的特殊性，病灶部位血运差，采用传统方法治疗病灶部位抗结核药物浓度低，不能抑制并杀死病灶部位的结核杆菌，而且长期全身化疗药物不良反应重。骨结核病灶清除后局部形成的骨缺损如不植骨，则骨缺损愈合时间较长，而且病灶部位不能承重，严重影响患者的日常生活；如取自体骨植骨或异体骨植骨，由于各自的局限性，限制了其在临床广泛应用。因此若能研制出一种既可以有局部持久的抗结核作用，又可以起骨填充作用的复合材料一定会有重要的临床使用价值。病灶部位药物浓度低是骨组织感染难于治疗的关键原因，同时也是细菌形成耐药的原因之一，而在病灶部位植入抗菌药物可在局部达到较高的药物浓度，能抑制并杀死病灶部位的细菌，对于治疗骨组织感染性疾病具有非常高的应用价值。局部抗生素缓释给药可在组织局部形成较高的药物浓度，使得通过局部植入抗菌药物来治愈骨组织感染成为可能。用于修复骨缺损的生物活性材料钙磷陶瓷磷酸钙骨水泥(calciumphosphatecement，CPC)与人骨的无机成分相似，可在体外塑型然后填充到骨缺损部位，能够与自体骨紧密结合。目前常用的CPC由磷酸四钙tetracalciumphosphate，TTCP)和磷酸氢钙(dicalciumphosphateanhydrous，DCPA)组成。但传统的CPC无诱导成骨作用，修复骨缺损的能力弱，因此需要改进其生物学性能。综上，急需为耐多药脊柱结核的治疗寻求一种全新的治疗思路和材料，以满足现有的多方面需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种局部释药时间长、杀菌效果明显、且具有骨修复能力的缓释抗菌复合植骨材料，还相应提供一种操作简单方便、成本较低的缓释抗菌复合植骨材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种本专利技术的缓释抗菌复合植骨材料，所述缓释抗菌复合植骨材料主要由纳米银/TMC-207缓释微球、纳米羟基磷灰石(nHA)和磷酸钙骨水泥粉末(CPC)混合制成，所述纳米银/TMC-207缓释微球、纳米羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥粉末的体积比为1～3∶1～3∶6；所述纳米银/TMC-207缓释微球主要以纳米银和TMC-207为原料、以PLGA为载体材料、通过O/O乳化-溶剂挥发法制备得到，其中PLGA、纳米银、TMC-207的质量比为10～20∶1∶1。上述的缓释抗菌复合植骨材料中，优选的，所述缓释抗菌复合植骨材料对耐多药结核菌的抑菌率为85％～99％，所述缓释抗菌复合植骨材料的弯曲强度为20MPa～30MPa，弹性模量为5GPa～8GPa。上述的缓释抗菌复合植骨材料中，优选的，所述纳米银/TMC-207缓释微球中纳米银的载药量为28％～35％，纳米银的包封率为83％～91％，所述纳米银/TMC-207缓释微球中TMC-207的载药量为29％～40％，TMC-207的包封率为82％～92％；所述纳米银/TMC-207缓释微球在体外释药的突释期内纳米银的释放度为12％～18％，前3天体外累计释放度为15％～19％，到42天体外累积释放度达到85％～95％；所述纳米银/TMC-207缓释微球在体外释药的突释期内TMC-207的释放度为10％～15％，前3天体外累计释放度为13％～19％，到48天体外累积释放度达到87％～97％。上述的缓释抗菌复合植骨材料中，优选的，所述缓释抗菌复合植骨材料为用于治疗耐多药结核病的缓释抗菌复合植骨材料。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种缓释抗菌复合植骨材料的制备方法，包括以下步骤：(1)纳米银/TMC-207缓释微球的制备：以纳米银和TMC-207为原料，以PLGA作为载体材料，通过O/O乳化-溶剂挥发法制备纳米银/TMC-207缓释微球，其中，PLGA、纳米银和TMC-207的质量比为10～20∶1∶1；(2)缓释抗菌复合植骨材料的制备：将步骤(1)制备的纳米银/TMC-207缓释微球、纳米羟基磷灰石和磷酸钙骨水泥粉末混合，其中，纳米银/TMC-207缓释微球、纳米羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥粉末的体积比为1～3∶1～3∶6，所得混合物与去离子水按照质量比为2～6∶1混合调制成糊状物，所得糊状物经定型和干燥，得到缓释抗菌复合植骨材料。上述的缓释抗菌复合植骨材料的制备方法中，优选的，所述步骤(1)的O/O乳化-溶剂挥发法具体包括以下步骤：首先将PLGA、纳米银及TMC-207加入丙酮中超声溶解，得内油相，将液体石蜡与Span80搅拌混合，液体石蜡与Span80的体积质量比为8mL～10mL∶132mg～145mg，得外油相；采用注射器吸取内油相，于4℃～8℃下边滴加至外油相中边搅拌使乳化，滴加结束后，继续冰浴固化1.5h～2h，然后于25℃～30℃下固化2.5h～3h，再去除残留的有机溶剂，经离心、过筛、洗涤后，将沉淀冻干，即得纳米银/TMC-207缓释微球。上述的缓释抗菌复合植骨材料的制备方法中，优选的，所述糊状物的定型温度为25℃～30℃，所述糊状物的定型时间为4h～5h。上述的缓释抗菌复合植骨材料的制备方法中，优选的，所述磷酸钙骨水泥粉末主要由磷酸四钙与磷酸氢钙以质量比1～2∶1混合制得。可将本专利技术的缓释抗菌复合植骨材料作为抗耐多药脊柱结核抗菌材料放置于脊柱结核病灶部位。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术将纳米银/TMC-207缓释微球、nHA及CPC混合构建了一种新型的缓释抗菌复合植骨材料，为耐多药脊柱结核的治疗提供了一种全新的治疗思路和材料。其中，纳米银和TMC-207具有抗耐多药结核杆菌的能力，将二者制成缓释微球后植入病灶局部可提高局部的杀菌能力。纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite，nHA)与人骨的无机成分相似，具有良好的生物相容性，生物可降解性及成骨诱导能力。通过多组分的协同增效作用，本专利技术的缓释抗菌复合植骨材料局部释药时间长，杀菌效果明显，且无明显毒副作用，同时又可以起骨修复作用。这种复合植骨材料既有较强且持久的局部抗耐多药结核杆菌能力，同时又对骨缺损起修复作用。2、本专利技术的缓释抗菌复合植骨材料的制备方法相对简单，操作方便，成本较低，能够广泛应用于耐多药脊柱结核的治疗。而使用本专利技术制备的缓释抗菌复合植骨材料治疗耐多药脊柱结核的修复方法也非常容易操作，便于在修复手术中进行推广和应用。附图说明图1为本专利技术实施例1中纳米银/TMC-207缓释微球在光学显微镜下的照片和SEM照片。图2为本专利技术实施例1中MG63在纳米银/TMC-207缓释微球上粘附生长的SEM照片。图3为本专利技术实施例1中BM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓释抗菌复合植骨材料，其特征在于，所述缓释抗菌复合植骨材料主要由纳米银/TMC‑207缓释微球、纳米羟基磷灰石和磷酸钙骨水泥粉末混合制成，所述纳米银/TMC‑207缓释微球、纳米羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥粉末的体积比为1～3∶1～3∶6；所述纳米银/TMC‑207缓释微球主要以纳米银和TMC‑207为原料、以PLGA为载体材料、通过O/O乳化‑溶剂挥发法制备得到，其中PLGA、纳米银、TMC‑207的质量比为10～20∶1∶1。

【技术特征摘要】
1.一种缓释抗菌复合植骨材料，其特征在于，所述缓释抗菌复合植骨材料主要由纳米银/TMC-207缓释微球、纳米羟基磷灰石和磷酸钙骨水泥粉末混合制成，所述纳米银/TMC-207缓释微球、纳米羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥粉末的体积比为1～3∶1～3∶6；所述纳米银/TMC-207缓释微球主要以纳米银和TMC-207为原料、以PLGA为载体材料、通过O/O乳化-溶剂挥发法制备得到，其中PLGA、纳米银、TMC-207的质量比为10～20∶1∶1。2.根据权利要求1所述的缓释抗菌复合植骨材料，其特征在于，所述缓释抗菌复合植骨材料对耐多药结核菌的抑菌率为85％～99％，所述缓释抗菌复合植骨材料的弯曲强度为20MPa～30MPa，弹性模量为5GPa～8GPa。3.根据权利要求1所述的缓释抗菌复合植骨材料，其特征在于，所述纳米银/TMC-207缓释微球中纳米银的载药量为28％～35％，纳米银的包封率为83％～91％，所述纳米银/TMC-207缓释微球中TMC-207的载药量为29％～40％，TMC-207的包封率为82％～92％；所述纳米银/TMC-207缓释微球在体外释药的突释期内纳米银的释放度为12％～18％，前3天体外累计释放度为15％～19％，到42天体外累积释放度达到85％～95％；所述纳米银/TMC-207缓释微球在体外释药的突释期内TMC-207的释放度为10％～15％，前3天体外累计释放度为13％～19％，到48天体外累积释放度达到87％～97％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的缓释抗菌复合植骨材料，其特征在于，所述缓释抗菌复合植骨材料为用于治疗耐多药结核病的缓释抗菌复合植骨材料。5.一种缓释抗菌复合植骨材...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永春，吕红斌，胡建中，陈灿，
申请(专利权)人：中南大学湘雅医院，
类型：发明
国别省市：湖南,43