CN100360191C - 一种镁黄长石多孔骨组织工程支架材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁黄长石多孔骨组织工程支架材料及其制备方法，属于生物材料领域。本发明采用聚合物海绵挂浆法制备镁黄长石多孔骨组织工程支架材料，具有高的气孔率和连通性，良好的降解性，生物活性和细胞相容性，具备良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁黄长石(Ca2MgSi2O7)多孔骨组织工程支架材料及其制备方法，属于生物材料领域。
背景技术
含Ca和Si的硅灰石陶瓷用作生物材料已有一些文献报道。其最显著的特点就是它具有良好的诱导羟基磷灰石形成和刺激成骨细胞的增殖的能力，体现了较好的生物活性。而且，透辉石(CaMgSi2O6)，这种含有Ca、Mg和Si的三元组分的陶瓷，在模拟体液中能够诱导羟基磷灰石的形成，植入兔子骨内能与宿主骨形成骨性结合。而镁黄长石作为一种含有Ca、Mg和Si的三元组分的材料，在组成上类似于透灰石，目前，镁黄长石在工业上还没有重要的应用。因此镁黄长石作为生物材料的研究与应用具有一定的意义。此外，对于骨组织工程支架材料而言，除了应具有良好的气孔率和连通性外，还应具有生物活性和细胞相容性。
发明内容
本发明的目的在于通过聚合物海绵挂浆法制备镁黄长石多孔支架，然后对支架的降解性，体外生物活性，成骨细胞相容性等性能的评价来确定其是否能够用作新型的骨组织工程支架材料。
本发明实施方案如下：
1.镁黄长石多孔支架的制备
(1)用6-10％的PYA水溶液，按镁黄长石粉体(粉体可任意选用或采用按中国专利申请200410054082.4，“两步沉淀合成镁黄长石粉体的方法”制备(粒径为50-60微米))与PVA溶液的质量比为2∶(0.8-1.2)的比例调浆。
(2)采用密度为25ppi的海绵挂浆，并将挂浆后的支架先在室温干燥1-3天，再在60℃中干燥1-3天。
(3)将干燥后的支架在1300-1370℃中保温3-5小时。
2.镁黄长石支架的结构特征
采用阿基米德法测支架的气孔率，可达90％。采用电子探针观察支架的多孔形貌，支架的孔结构相互连通。
3.镁黄长石支架的性能评价
3.1支架的降解性
采用Ringer’s平衡盐溶液浸泡镁黄长石支架，测量浸泡后支架的质量损失。
3.2支架的生物活性
采用模拟体液浸泡支架10天。模拟体液含有与人体血浆相同的离子和离子团浓度。其组成为：
NaCl： 7.996g/L
NaHCO3： 0.350g/L
KCl： 0.224g/L
K2HPO4.3H2O： 0.228g/L
MgCl2.6H2O： 0.305g/L
HCl：1mol/L
CaCl2： 0.278g/L
Na2SO4： 0.071g/L
NH2C(CH2OH)3： 6.057g/L
浸泡后，烘干样品，采用XRD和SEM检测形成的羟基磷灰石。结果显示羟基磷灰石能够形成在陶瓷的表面，具有良好的生物活性。
经模拟体液浸泡10天后，支架表面形成了类骨羟基磷灰石，表明具有一定的生物活性。
3.3支架的细胞相容性
将骨髓间质干细胞种植在支架上，经过7天的培养，细胞能够在支架很好的粘贴。说明支架具有较好的细胞相容性。
本发明制备出的镁黄长石支架具有高的气孔率和连通性，良好的降解性，生物活性以及细胞相容性。是一种潜在的骨组织工程支架材料。
附图说明
图1为镁黄长石多孔支架图，从图中可以看出支架内部孔相互连通。
图2是镁黄长石在Ringer’s平衡盐溶液浸泡后的质量损失，从图中可以看出镁黄长石支架具有一定的降解性。
图3为经模拟体液浸泡后样品的XRD图。
图4为经模拟体液浸泡后样品的SEM图。
从图3和图4可以看出，经过模拟体液浸泡后，镁黄长石表面形成了羟基磷灰石层。
图5是骨髓干细胞在支架上的粘贴图。从图中可以看出细胞在支架上培养7天后得到了很好的粘贴。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不仅局限于实施例。
实施例1：
(1)用10％的PVA水溶液，按镁黄长石粉体与PVA溶液的质量比为2∶1的比例调浆。
(2)将挂浆后的支架先在室温干燥1天，再在60℃中干燥1天。
(3)将干燥后的支架在1350℃中保温3小时。
实施例2：
(1)用6％的PVA水溶液，按镁黄长石粉体与PVA溶液的质量比为2∶0.8的比例调浆。
(2)将挂浆后的支架先在室温干燥3天，再在60℃中干燥3天。
(3)将干燥后的支架在1300℃中保温5小时。
Claims (2)
1、一种镁黄长石多孔骨组织工程支架材料，其特征在于材料的组分为Ca2MgSi2O7，支架具有多孔形貌且孔结构相互连通，气孔率最高达90％。
2、按权利要求1所述的一种镁黄长石多孔骨组织工程支架材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将镁黄长石粉体与浓度为6-10％的聚乙烯醇水溶液按质量比2∶(0.8-1.2)混合调成浆料；
(2)采用聚合物海绵挂浆并干燥；
(3)将干燥后的支架在1300-1370℃煅烧并保温3-5小时，除去聚合物海绵最终得到多孔支架。
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