一种纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米羟基磷灰石‑壳聚糖人工骨的制备方法，具体的，本发明专利技术采用表面改性纳米羟基磷灰石和壳聚糖作为原料，通过混合、挤出造粒、注塑成型制备人工骨，通过对纳米羟基磷灰石的表面改性，提高了纳米羟基磷灰石的分散性，改善其与壳聚糖的结合能力，使最终得到的人工骨具有更好的力学性能和亲水性。

Preparation of nano-hydroxyapatite-chitosan artificial bone

The invention discloses a preparation method of nano-hydroxyapatite chitosan artificial bone. Specifically, the invention uses surface-modified nano-hydroxyapatite and chitosan as raw materials to prepare artificial bone by mixing, extrusion granulation and injection molding. Through surface modification of nano-hydroxyapatite, the dispersion of nano-hydroxyapatite is improved, and the dispersion of nano-hydroxyapatite and chitosan is improved. The combination ability makes the final artificial bone have better mechanical properties and hydrophilicity.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备方法
本专利技术属于生物医药材料领域，具体涉及一种纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备方法。
技术介绍
生物医药材料的研究是近几十年来发展起来的一门新兴交叉学科，随着全球老龄化趋势发展和骨创伤频繁发生，骨修复和骨替代材料逐渐成为该领域中的重点。随着人们对材料性能要求的逐步提高，单一种类的生物材料难以满足临床的要求，因而采用不同性质的材料进行复合，以获取具有优良临床性能的复合生物材料是目前研究的热点。随着研究的不断深入，对于纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的研究已经取得较大进展。实践证明，纳米羟基磷灰石/壳聚糖体系复合材料可获得良好的骨诱导性、匹配的降解速率。中国专利CN102276879A“纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法”公开了一种使用纤维状纳米羟基磷灰石与壳聚糖制备复合材料的方法，提供了一种抗压强度高、纳米羟基磷灰石的含量适宜的纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法。但在实际应用过程中，仍然存在纳米羟基磷灰石与壳聚糖界面结合不太理想，粒子分散不均匀等问题，所得材料制成的支架或人工骨脆性大、力学性能差。因此，人们通过各种手段改善纳米羟基磷灰石和壳聚糖的结合行为，中国专利CN101352585A公开了“颗粒定向排列的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的制备方法”，该支架中的羟基磷灰石颗粒在壳聚糖基体中分散良好且与壳聚糖之间形成有效、稳定的键合，并呈现定向排列，从而在结构和功能上实现纳米羟基磷灰石与壳聚糖的有效复合。此外，由于壳聚糖分子内、分子间有强的氢键缔合，使得壳聚糖呈紧密的晶态结构，不熔融，也不溶于普通的有机溶剂，造成加工困难，限制了其推广应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备方法，该方法使用表面改性纳米羟基磷灰石和丁酰化壳聚糖，提高了纳米羟基磷灰石的分散性，改善两者的结合能力，使最终得到的人工骨具有更好的力学性能和生物相容性。具体的，本专利技术采用如下技术方案：一种纳米羟基磷灰石/壳聚糖人工骨的制备方法，其采用表面改性的纳米羟基磷灰石和丁酰化的壳聚糖作为原料，具体方法为，取表面改性的纳米羟基磷灰石和丁酰化的壳聚糖混合均匀，100～150℃真空干燥2～24小时后，共混挤出后经注塑成型，得人工骨材料。优选的，所述表面改性纳米羟基磷灰石与丁酰化壳聚糖的质量比为7：1～7：9。优选的，所述混合挤出的主要工艺参数为，加工温度120～220℃，螺杆转速60～100r/min，反应时间3～10min。优选的，所述注塑成型步骤的主要工艺参数为，模具温度40～100℃，注塑压力40～80MPa，保压压力10～50MPa，保压时间8～24s。优选的，所述表面改性的纳米羟基磷灰石为聚乙二醇改性纳米羟基磷灰石。优选的，所述的表面改性的纳米羟基磷灰石的制备方法为，取浓度为2～10％的聚乙二醇水溶液，边搅拌边加入纳米羟基磷灰石，加入完毕后30～80℃保温搅拌2～10h，超声分散1～5h，过滤，滤饼依次用无水乙醇、氯仿洗涤，晾干有机溶剂后，80～140℃下真空干燥8～40h，研磨，即得改性纳米羟基磷灰石。进一步优选的，使用的聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000中的一种或几种。优选的，丁酰化壳聚糖的制备方法为，取壳聚糖粉，冰水浴中加入甲磺酸，搅拌使壳聚糖充分溶胀，持续搅拌状态下缓慢滴加丁酸酐，室温反应8小时后，-20℃过夜，取出，滤过，双蒸水悬浮，用氨水调pH值为7，煮沸2h，趁热滤过，乙醚洗涤，30～80℃下真空干燥48h，即得。进一步优选的，真空干燥的条件为60℃下真空干燥48h。本专利技术还公开了应用本方法获得的人工骨产品。一种纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备方法，其采用表面改性的纳米羟基磷灰石和壳聚糖作为原料，具体方法为，取表面改性的纳米羟基磷灰石和壳聚糖粒料混合均匀，100～150℃真空干燥2～24小时后，挤出造粒，所得粒料经真空干燥后，注塑成型为所需的形状。优选的，所述表面改性的纳米羟基磷灰石与壳聚糖的质量比为7：1～7：9。优选的，所述挤出造粒步骤的主要工艺参数为，挤出机温度120～220℃，挤出量3.0～6.0kg/h。优选的，挤出后颗粒在60～110℃下真空干燥5～15小时。优选的，所述注塑成型步骤的主要工艺参数为，模具温度40～100℃，熔体温度200～280℃，填充时间0.2～1.5s，保压压力(填充百分比)50～110％，保压时间3～15s，冷却时间3～15s。优选的，所述表面改性的纳米羟基磷灰石为聚乙二醇改性纳米羟基磷灰石。优选的，所述表面改性的纳米羟基磷灰石的制备方法为，取浓度为2～10％的聚乙二醇水溶液，边搅拌边加入纳米羟基磷灰石，加入完毕后30～80℃保温搅拌2～10h，超声分散1～5h，过滤，滤饼依次用无水乙醇、氯仿洗涤，晾干有机溶剂后，80～140℃下真空干燥8～40h，研磨，即得改性纳米羟基磷灰石。进一步优选的，使用的聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000中的一种。通过以上的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有如下的突出特点：1.本专利技术采用表面改性纳米羟基磷灰石作为原料，通过表面改性，使纳米羟基磷灰石的分散性得到了显著的改善，使纳米羟基磷灰石在壳聚糖基体中具有良好的分散状态，两者能够形成稳定的结合状态，利于人工骨的力学性能和生物相容性。2.本专利技术采用丁酰化壳聚糖，具有一定的液晶性和良好的加工性能，进一步保证了纳米羟基磷灰石与壳聚糖的界面结合力。3.本专利技术采用混合挤出注塑成型的工艺制备人工骨，制备工艺简单，工艺参数可控，适于工业大生产，同时，本专利技术采取的方法能够根据需要制备特定形状的人工骨。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步的说明。应当注意的是，以下实施例中的具体实施方式并不能对本专利技术构成限制。以下实施例中，如无特殊说明，涉及的试剂均可以从商品渠道得到。实施例1纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备1.制备表面改性的纳米羟基磷灰石。取聚乙二醇600，配置成5％的水溶液，搅拌下加入纳米羟基磷灰石，加完后，于55℃保温搅拌6小时，然后超声分散3小时，过滤，滤饼依次用无水乙醇、氯仿洗涤后，晾干有机溶剂，在100℃下真空干燥24小时，研磨，即得表面改性纳米羟基磷灰石。2.制备丁酰化壳聚糖。取壳聚糖粉，冰水浴中加入甲磺酸，搅拌使壳聚糖充分溶胀，持续搅拌状态下缓慢滴加丁酸酐，室温反应8小时后，-20℃过夜，取出，滤过，双蒸水悬浮，用氨水调pH值为7，煮沸2h，趁热滤过，乙醚洗涤，60℃下真空干燥48h，即得。3.混合挤出。取表面改性纳米羟基磷灰石和丁酰壳聚糖，按质量比7：3混合均匀，在110℃下真空干燥8小时后，加入到挤出机中，设定加工温度160℃，螺杆转速80r/min，反应时间5min.4.注塑成型。挤出得到的物料加入到自动注塑机中，设置注塑机工作参数为：模具温度80℃，注塑压力60MPa，保压压力30MPa，保压时间15s。物料按照预先设置的形状进行加工，即得产品。实施例2纳米羟基磷灰石-壳聚糖人工骨的制备1.制备表面改性的纳米羟基磷灰石。取聚乙二醇800，配置成5％的水溶液，搅拌下加入纳米羟基磷灰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米羟基磷灰石/壳聚糖人工骨的制备方法，其采用表面改性的纳米羟基磷灰石和丁酰化的壳聚糖作为原料，具体方法为，取表面改性的纳米羟基磷灰石和丁酰化的壳聚糖混合均匀，100～150℃真空干燥2～24小时后，共混挤出后经注塑成型，得人工骨材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米羟基磷灰石/壳聚糖人工骨的制备方法，其采用表面改性的纳米羟基磷灰石和丁酰化的壳聚糖作为原料，具体方法为，取表面改性的纳米羟基磷灰石和丁酰化的壳聚糖混合均匀，100～150℃真空干燥2～24小时后，共混挤出后经注塑成型，得人工骨材料。2.如权利要求1所述的人工骨的制备方法，其特征在于，所述表面改性纳米羟基磷灰石与丁酰化壳聚糖的质量比为7：1～7：9。3.如权利要求1所述的人工骨的制备方法，其特征在于，所述混合挤出的主要工艺参数为，加工温度120～220℃，螺杆转速60～100r/min，反应时间3～10min。4.如权利要求1所述的人工骨的制备方法，其特征在于，所述注塑成型步骤的主要工艺参数为，模具温度40～100℃，注塑压力40～80MPa，保压压力10～50MPa，保压时间8～24s。5.如权利要求1所述的人工骨的制备方法，其特征在于，所述表面改性的纳米羟基磷灰石为聚乙二醇改性纳米羟基磷灰石。6.如权利要求1所述的人工骨的制备方法，其特征在于，所述表面改性的纳米羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：车七石，
申请(专利权)人：广州润虹医药科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44