一种胶原纤维-生物陶瓷复合人工骨及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种胶原纤维

【技术实现步骤摘要】
一种胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医学材料和可植入医疗器械
，特别是涉及一种胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨以及其制备方法。

技术介绍

[0002]骨缺损和骨损伤问题在近年来不断增加，主要由疾病、创伤和衰老等引起。随着人口老龄化社会的到来，这些情况受到更多的关注。因此，需要在临床上开发出理想的人工骨修复材料，以更有效地治疗这些情况。此外，在医学美容和整形领域，对人工骨也有强烈的需求。针对这种情况，需要开发更加安全有效的人工骨修复材料，以满足医疗行业和患者的需求。
[0003]自体骨和异体骨是广泛应用于治疗骨骼缺损的主流植骨材料，但其使用受限于资源短缺、免疫排斥和疾病感染的风险。近年来，开发人工骨修复材料已逐渐引起关注。血小板富集质（PRP）和干细胞治疗是一种新型的骨替代产品，具有从人体血液和骨髓中分离出的高生物学活性，但其疗效存在个体差异和安全性争议，并且获得大量干细胞困难，治疗周期长，成本高昂，因此限制了其应用与推广。生物陶瓷人工骨因其具有高的生物活性，在骨缺损填充和植入物支架等方面表现优异，但其成本高、可塑性差和脆性等缺陷限制了其在骨修复领域的应用。相比之下，生物活性胶原蛋白海绵具有与人体软组织相似的成分，具有良好的生物相容性和生物活性，有助于促进自体骨组织的生长和修复，因此也被广泛应用于人工骨修复材料。然而，该材料的力学性能较差、降解速度快，需要进一步的科学研究和大量实践经验来解决。
[0004]胶原基材料是一种常见的骨修复材料，具有广阔的前景，因为胶原具有生物相容性、生物降解性、促进新细胞形成、无病毒隐患和可加工性等优点。为了解决胶原蛋白力学性能差的问题，通过自组装的方法得到胶原纤维是一种提高其性能的有效手段。本专利技术创新的将胶原纤维与生物陶瓷相结合，制成一种兼具力学性能和骨诱导活性的胶原纤维复合人工骨。该胶原纤维人工骨制备工艺简单，不仅具有优异的生物相容性和合适的生物降解周期，而且具有优秀的力学性能和骨诱导性，十分匹配骨修复的应用需求，是一种安全且低成本的材料。因此，胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨具有优良的性能，能够解决传统骨修复材料存在的一些不足之处，有望成为骨修复材料的主流。

技术实现思路

[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨，不仅具有优异的生物相容性和骨诱导修复能力，而且具有优异的力学性能。
[0006]本专利技术在第一方面提供了一种制备胶原纤维材料的方法，所述方法包括如下步骤：（1）将0.0001
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0.1 g/mL的胶原蛋白配置于酸性溶液中，在4 ℃下搅拌数小时，使其充分吸水溶胀；
（2）在冰水浴中加入碱性溶液将胶原蛋白溶液调成中性，随后加入磷酸盐/氯化钠缓冲溶液，将pH调制7.4左右；（3）将均质置于37 ℃中孵育，自组装12小时以上。随后将其离心分离，得到下层沉淀物即是胶原纤维初产物；（4）将胶原纤维放置于抽滤装置中，用去离子水洗涤并去除多余水分，得到胶原纤维。
[0007]本专利技术在第二方面提供了本专利技术第一方面所述方法制得的胶原纤维材料。
[0008]本专利技术在第三方面提供了本专利技术第二方面所述的胶原纤维材料在制备胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨中的应用。
[0009]本专利技术在第四方面提供了一种制备胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨的方法，所述方法包括如下步骤：（1）将生物陶瓷加入到胶原纤维中，充分打散，混合均匀，得到胶原纤维
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生物陶瓷混合物；（2）在
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80 ℃至
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10 ℃中将胶原纤维
‑
生物陶瓷混合物进行预冷，再在冷冻干燥装置中进行冷冻干燥得到胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨。
[0010]本专利技术在第五方面还提供了一种制备胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨的方法，所述方法包括如下步骤：（1）将0.0001
‑
0.1 g/mL的胶原蛋白配置于酸性溶液中，在4 ℃下搅拌数小时，使其充分吸水溶胀；（2）在冰水浴中加入碱性溶液将胶原蛋白溶液调成中性，随后加入磷酸盐/氯化钠缓冲溶液，将pH调制7.4左右；（3）将均质置于37 ℃中孵育，自组装12小时以上。随后将其离心分离，得到下层沉淀物即是胶原纤维初产物；（4）将胶原纤维放置于抽滤装置中，用去离子水洗涤并去除多余水分，得到胶原纤维；（5）将生物陶瓷加入到胶原纤维中，充分打散，混合均匀，得到胶原纤维
‑
生物陶瓷混合物；（6）在
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80 ℃至
‑
10 ℃中将胶原纤维
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生物陶瓷混合物进行预冷，再在冷冻干燥装置中进行冷冻干燥得到胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨。
[0011]本专利技术在第六方面提供了本专利技术第四或第五方面所述方法制得的胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨。
[0012]本专利技术在第七方面提供了本专利技术第六方面所述的胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨在制造骨植入物中的应用。
[0013]本专利技术的优势及其优秀的各项性能和出色的技术应用效果至少包含以下几点：（1）采用的胶原溶液浓度为0.0001
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0.1 g/mL，此范围的胶原浓度下，整体溶液粘度更加适中，不会造成粘度对于局部离子浓度过大或过小的影响；（2）生物陶瓷可选择磷酸三钙、羟基磷灰石、硅酸钙、碳酸钙、硅酸钙镁、生物玻璃、煅烧牛骨、煅烧猪骨、珊瑚和贝壳等无机生物活性矿物材料的至少一种，可根据患者的骨组织受到损伤或破坏情况，选择适当的生物陶瓷以提供支撑和帮助促进新骨生长，并且可以
根据需要使用不同的材料、颗粒大小和形状来适应不同的手术需求；（3）采用粒径为0.1
µ
m
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2mm的生物陶瓷与胶原纤维溶液混合，该粒径大小下的骨粉更容易在胶原纤维溶液体系中进行分散，并具有令人满意的机械强度；（4）在
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80 ℃至
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10 ℃中对胶原纤维
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生物陶瓷混合物进行预冷，再进行冷冻干燥，可以除去样品中多余的溶剂，并且为胶原纤维人工骨提供适当的孔隙率，有利于促进填充位置的骨生长；
附图说明
[0014]图1为实施例一胶原纤维
‑
生物陶瓷复合人工骨样品图。
[0015]图2为实施例二胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨样品图。
[0016]图3为实施例三胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨样品图。
[0017]图4为实施例三胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨样品图。
[0018]图5为实施例三胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨样品图。
[0019]图6为实施例三胶原纤维
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶原纤维
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生物陶瓷复合人工骨，其特征在于，由胶原纤维和生物陶瓷组成，具有三维连通多孔结构。所述制备方法包括如下步骤：（1）将0.0001
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0.1 g/mL的胶原蛋白配置于酸性溶液中，在4 ℃下搅拌数小时，使其充分吸水溶胀；（2）在冰水浴中加入碱性溶液将胶原蛋白溶液调成中性，随后加入磷酸盐/氯化钠缓冲溶液，将pH调制7.4左右；（3）将均质置于37 ℃中孵育，自组装12小时以上。随后将其离心分离，得到下层沉淀物即是胶原纤维初产物；（4）将胶原纤维放置于抽滤装置中，用去离子水洗涤并去除多余水分，得到胶原纤维；（5）将生物陶瓷加入到胶原纤维中，充分打散，混合均匀，得到胶原纤维
‑
生物陶瓷混合物；（6）在
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80 ℃至
‑
10 ℃中将胶原纤维
‑
生物陶瓷混合物进行预冷，再在冷冻干燥装置中进行冷冻干燥得到所述复合人工骨。2.根据权利要求1所述的胶原纤维，其为I型胶原蛋白纤维，直径10nm
‑
10
µ
m。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳衎，刘祺，杨利炜，吴天昊，杨景周，
申请(专利权)人：深圳大洲医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：