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1、(10)申请公布号 CN 104001218 A (43)申请公布日 2014.08.27 CN 104001218 A (21)申请号 201410271206.8 (22)申请日 2014.06.18 A61L 27/54(2006.01) A61L 27/10(2006.01) A61L 27/18(2006.01) (71)申请人 中国人民解放军第二军医大学 地址 200433 上海市杨浦区翔殷路 800 号 (72)发明人 李坤 叶晓健 余将明 (74)专利代理机构 上海世贸专利代理有限责任 公司 31128 代理人 严新德 (54) 发明名称 一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法 (。
2、57) 摘要 一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 包 括一个制备介孔生物活性玻璃的步骤, 一个制备 甲基改性介孔生物活性玻璃的步骤, 一个制备羧 基改性介孔生物活性玻璃的步骤, 一个担载抗结 核药利福平的步骤, 一个担载抗结核药异烟肼的 步骤, 一个配置打印浆料的步骤, 一个三维打印 制备人工骨支架的步骤, 首先利用 CAD 软件制作 一个 3D 模型的圆柱体, 以混合浆料为打印墨水, 将打印墨水装入打印针筒仓中, 运用塑料针头按 照 3D 模型以 X-Y 方向交替方式进行打印, 最终得 到一种新型抗结核缓释人工骨支架。运用本方法 制备的抗结核骨支架能在体内持续释放抗结核药 物, 同时具有良。
3、好的成骨性能, 对治疗骨结核病灶 缺损的修复具有显著作用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 104001218 A CN 104001218 A 1/2 页 2 1. 一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 其特征在于 : 包括以下步骤 : 1) 一个制备介孔生物活性玻璃的步骤, 分别称取聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙 烷三嵌段共聚物、 正硅酸四乙酯、 四水合硝酸钙和磷酸三乙酯, 所述的聚环氧乙烷 - 聚环氧 丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共聚物、 。
4、正硅酸四乙酯、 四水合硝酸钙和磷酸三乙酯的质量比为 35:67:12:0.51, 然后将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物完全溶解 于乙醇中, 搅拌条件下加入正硅酸四乙酯、 四水合硝酸钙、 磷酸三乙酯, 室温搅拌反应 1836 小时, 后转移入一个容器中, 挥发干燥 510 天, 获得的产品在 600700 摄氏度温度下煅烧 48 小时去除聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共聚物, 得到介孔生物活性玻 璃 ; 2) 一个制备甲基改性介孔生物活性玻璃的步骤, 称取介孔生物活性玻璃, 将介孔生物 活性玻璃加入到预先干燥的有机溶剂中, 所述的介孔生物活性玻璃和有机溶剂的质量。
5、体积 比为 1g:80150ml, 加热至 7090 摄氏度回流, 然后向其中添加硅烷偶联剂甲基三乙氧基硅 烷, 获得甲基改性的介孔生物活性玻璃溶液, 充分反应 1224 小时后, 离心分离甲基改性的 介孔生物活性玻璃, 洗涤 14 次后干燥待用 ; 3) 一个制备羧基改性介孔生物活性玻璃的步骤, 称取介孔生物活性玻璃, 将介孔生物 活性玻璃加入到预先干燥的有机溶剂中, 所述的介孔生物活性玻璃和有机溶剂的质量体积 比为 1g:80150ml, 加热至 7090 度回流, 然后向其中添加硅烷偶联剂三乙氧基 - 丙硅基琥 珀酸酐, 获得羧基改性的介孔生物活性玻璃溶液, 充分反应 1224 小时后,。
6、 离心分离羧基改 性的介孔生物活性玻璃, 洗涤 14 次后干燥待用 ; 4) 一个担载抗结核药利福平的步骤, 将利福平溶解于二甲亚砜中配制 812mg/ml 的溶 液, 称取甲基改性介孔生物活性玻璃, 将甲基改性介孔生物活性玻璃浸泡于上述利福平溶 液中, 甲基改性介孔生物活性玻璃和利福平溶液的质量体积比 1g : 812ml, 室温搅拌 1826 小时后离心分离, 获得含有利福平的羧基改性介孔生物活性玻璃 ; 5) 一个担载抗结核药异烟肼的步骤, 将异烟肼溶解于水中配制 4555mg/ml 的溶液, 称 取羧基改性介孔生物活性玻璃浸泡于上述异烟肼溶液中, 所述的羧基改性介孔生物活性玻 璃和异烟。
7、肼溶液的质量体积比为 1g : 812ml, 中, 室温搅拌 1826 小时后离心分离, 获得含 有异烟肼的羧基改性介孔生物活性玻璃 ; 6) 一个配置打印浆料的步骤, 将 PHBHHx 溶解于氯仿与二甲亚砜的混合溶液中, 所述 的氯仿与二甲亚砜的体积比 1525:70100, 所述的 PHBHHx 与混合溶液的质量体积比为 1g:812 ml, 形成透明的聚合物溶液, 将含有利福平的羧基改性介孔生物活性玻璃和含有异 烟肼的羧基改性介孔生物活性玻璃分别加入到上述聚合物溶液中, 所述的含有利福平的羧 基改性介孔生物活性玻璃和聚合物溶液的质量体积比为 0.051.2g:12ml, 所述的含有异 烟。
8、肼的羧基改性介孔生物活性玻璃和聚合物溶液的质量体积比为 0.051.2g:12ml, 充分 搅匀至糊状物 ; 7) 一个三维打印制备人工骨支架的步骤, 首先利用 CAD 软件制作一个 3D 模型的圆柱 体, 以步骤 6) 的混合浆料为打印墨水, 将打印墨水装入打印针筒仓中, 在压缩空气的作用 下, 运用 20-40G 粗细的塑料针头按照 3D 模型以 X-Y 方向交替方式进行打印, 每一层的相邻 打印支之间距离为 600800 m, 最终得到一种抗结核缓释人工骨支架。 2. 如权利要求 1 所述的一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 其特征在于 : 所述加 权 利 要 求 书 CN 10400。
9、1218 A 2 2/2 页 3 入的乙醇和聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共聚物质量的质量体积比为 1g : 1030ml。 3. 如权利要求 1 所述的一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 其特征在于 : 所述的 有机溶剂为甲苯或乙苯。 4. 如权利要求 1 所述的一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 其特征在于 : 所述的 3D 模型为一个直径为 6mm、 高为 8mm 的圆柱体。 5. 如权利要求 1 所述的一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 其特征在于 : 三维打 印过程在第四代 3D-Bioplotter system 中进行。 权 利 要 求 书 CN 1040。
10、01218 A 3 1/3 页 4 一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法 0001 技术领域 : 本发明属于生物医药领域, 尤其涉及一种人工骨支架, 特别是一种抗结核缓释人工骨 支架的制备方法。 0002 背景技术 : 最近几年来的流行病学调查表明, 全球结核病的发病率呈增高趋势。根据调查估计, 全球现有的结核病人约 2000 万, 我国现在患结核病的人数居世界第二位, 约有结核病患者 500 万左右。在所有结核病患者中, 患有骨与关节结核的病人约占 1 2。随着艾滋病 患病率的逐年增高和各种免疫抑制剂的使用增多, 其患病人数也呈逐年递增趋势。骨关节 结核是肺外结核中最常见的一种, 近年来发病率。
11、有明显回升的趋势。 在传统骨结核的治疗中我们往往采用全身早期、 规律、 全程、 联合、 适量的原则进行药 物治疗。病灶清除手术去除感染坏死组织是局部治疗的重要手段, 骨关节结核患者行感染 病灶清除术后主要依靠全身抗结核药物治疗, 往往术后也立即在病灶局部放置抗结核药物 来加强抗感染治疗。在众多骨与关节结核病的治疗方法中, 主要的方法有药物治疗和外科 手术治疗两种。 很多骨与关节结核的病人, 尤其是有明显的骨、 关节破坏并导致临床严重症 状的病人, 最后往往需要行病灶清除等外科手术干预。 0003 发明内容 : 本发明所要解决的技术问题是提供一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 所述的这 种抗结。
12、核缓释人工骨支架的制备方法要解决现有技术中的人工骨支架治疗结核的效果不 佳的技术问题。 0004 本发明一种抗结核缓释人工骨支架的制备方法, 包括以下步骤 : 1) 一个制备介孔生物活性玻璃的步骤, 分别称取聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙 烷三嵌段共聚物、 正硅酸四乙酯、 四水合硝酸钙和磷酸三乙酯, 所述的聚环氧乙烷 - 聚环氧 丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共聚物、 正硅酸四乙酯、 四水合硝酸钙和磷酸三乙酯的质量比为 : 35:67:12:0.51, 然后将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物完全溶解 于乙醇中, 搅拌条件下加入正硅酸四乙酯、 四水合硝酸钙、 磷酸三乙酯, 室。
13、温搅拌反应 1836 小时, 后转移入一个容器中, 挥发干燥 510 天, 获得的产品在 600700 摄氏度温度煅烧 48 小时去除聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共聚物, 得到介孔生物活性玻璃 ; 2) 一个制备甲基改性介孔生物活性玻璃的步骤, 称取介孔生物活性玻璃, 将介孔生物 活性玻璃加入到预先干燥的有机溶剂中, 所述的介孔生物活性玻璃和有机溶剂的质量体积 比为 1g:80150ml, 加热至 7090 摄氏度回流, 然后向其中添加硅烷偶联剂甲基三乙氧基硅 烷, 获得甲基改性的介孔生物活性玻璃溶液, 充分反应 1224 小时后, 离心分离甲基改性的 介孔生物活性玻璃, 。
14、洗涤 14 次后干燥待用 ; 3) 一个制备羧基改性介孔生物活性玻璃的步骤, 称取介孔生物活性玻璃, 将介孔生物 活性玻璃加入到预先干燥的有机溶剂中, 所述的介孔生物活性玻璃和有机溶剂的质量体积 比为 1g:80150ml, 加热至 7090 度回流, 然后向其中添加硅烷偶联剂三乙氧基 - 丙硅基琥 珀酸酐, 获得羧基改性的介孔生物活性玻璃溶液, 充分反应 1224 小时后, 离心分离羧基改 说 明 书 CN 104001218 A 4 2/3 页 5 性的介孔生物活性玻璃, 洗涤 14 次后干燥待用 ; 4) 一个担载抗结核药利福平的步骤, 将利福平溶解于二甲亚砜中配制 812mg/ml 的。
15、溶 液, 称取甲基改性介孔生物活性玻璃, 将甲基改性介孔生物活性玻璃浸泡于上述利福平溶 液中, 甲基改性介孔生物活性玻璃和利福平溶液的质量体积比 1g : 812ml, 室温搅拌 1826 小时后离心分离, 获得含有利福平的羧基改性介孔生物活性玻璃 ; 5) 一个担载抗结核药异烟肼的步骤, 将异烟肼溶解于水中配制 4555mg/ml 的溶液, 称 取羧基改性介孔生物活性玻璃浸泡于上述异烟肼溶液中, 所述的羧基改性介孔生物活性玻 璃和异烟肼溶液的质量体积比为 1g : 812ml, 中, 室温搅拌 1826 小时后离心分离, 获得含 有异烟肼的羧基改性介孔生物活性玻璃 ; 6) 一个配置打印浆料。
16、的步骤, 将 PHBHHx(Mw=812*105) 溶解于氯仿与二甲亚砜的混合 溶液中, 所述的氯仿与二甲亚砜的体积比 1525:70100, 所述的 PHBHHx 与混合溶液的质 量体积比为 1g:812 ml, 形成透明的聚合物溶液, 将含有利福平的羧基改性介孔生物活性 玻璃和含有异烟肼的羧基改性介孔生物活性玻璃分别加入到上述聚合物溶液中, 所述的含 有利福平的羧基改性介孔生物活性玻璃和聚合物溶液的质量体积比为 0.051.2g:12ml, 所述的含有异烟肼的羧基改性介孔生物活性玻璃和聚合物溶液的质量体积比为 0.051.2g:12ml, 充分搅匀至糊状物 ; 7) 一个三维打印制备人工骨。
17、支架的步骤, 首先利用 CAD 软件制作一个 3D 模型的圆柱 体, 以步骤 6) 的混合浆料为打印墨水, 将打印墨水装入打印针筒仓中, 在压缩空气的作用 下, 运用 20-40G 粗细的塑料针头按照 3D 模型以 X-Y 方向交替方式进行打印, 每一层的相邻 打印支之间距离为 600800 m, 最终得到一种抗结核缓释人工骨支架。 0005 进一步的, 所述加入的乙醇和聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共聚 物质量的质量体积比为 1g : 1030ml。 0006 进一步的, 所述的有机溶剂为甲苯或乙苯。 0007 进一步的, 所述的 3D 模型为一个直径为 6mm, 高为 8。
18、mm 的圆柱体。 0008 进一步的, 三维打印过程在第四代 3D-Bioplotter system 中进行。 0009 本发明是一种新型的骨组织工程支架, 同时满足骨缺损的替代和药物定向缓释的 需求, 为解决骨结核所致骨缺损的修复问题提供新思路。运用本发明的方法制备的抗结核 骨支架能在体内持续释放抗结核药物, 同时具有良好的成骨性能, 对治疗骨结核病灶缺损 的修复具有显著作用。 0010 本发明和已有技术相比较, 其效果是积极和明显的。本发明将负载在人工骨材料 中的抗结核药物, 术后植入体内可长时间缓慢释放, 维持局部有效的抗结核药物浓度, 有助 于骨移植物周围骨组织再生同时抑制局部结核杆。
19、菌的繁殖, 从而避免局部结核病灶的复 发, 促进患者的康复。 0011 具体实施方式 : 实施例 1 1. 介孔生物活性玻璃的制备 4g 三嵌段共聚物表面活性剂 P123(聚环氧乙烷 - 聚环氧丙烷 - 聚环氧乙烷三嵌段共 聚物写具体的化学名称) 溶解于 60ml 乙醇中, 搅拌条件下加入 6.7g 正硅酸四乙酯、 1.4g 四 水合硝酸钙、 0.73g 磷酸三乙酯, 室温搅拌反应一天, 后转移入表面皿中在通风橱中挥发干 说 明 书 CN 104001218 A 5 3/3 页 6 燥 1 周, 获得的干胶在 650 度煅烧 6 小时去除 P123, 得到介孔生物活性玻璃 (MBG) 。 00。
20、12 2. 羧基和甲基改性介孔生物活性玻璃的制备 0.5g MBG 粉体加入到 50ml 预先干燥的甲苯中, 加热至 80 度回流。向其中添加 0.1g 的 硅烷偶联剂甲基三乙氧基硅烷, 以制备甲基改性的 MBG 溶液, 溶液充分反应 16h 后, 离心分 离 MBG-CH3粉体, 乙醇多次洗涤干燥待用。 0013 同样地, 添加 0.1g 的硅烷偶联剂三乙氧基 - 丙硅基琥珀酸酐, 以制备羧基改性的 MBG(MBG-COOH) 。 0014 3. 抗结核药物的担载 改性后的 MBG-CH3 粉体和 MBG-COOH 粉体分别用于担载抗结核药利福平和异烟肼。 0015 担载过程如下 : 首先将。
21、异烟肼溶解于水中配制50mg/ml药液, 取1g MBG-COOH粉体浸泡于10ml上述INH 溶液中, 室温搅拌一天后离心分离。 0016 类似地, 将利福平溶解于二甲亚砜中配制10mg/ml药液, 取1g MBG-CH3粉体浸泡于 10ml 上述 RFP 溶液中, 室温搅拌一天后离心分离。 0017 4. 三维打印制备复合支架 在三维打印之前, 须将载药MBG粉体与聚 (3-羟基丁酸-共-3-羟基己酸) 配制 (如何配 置成合适于打印的浆料。具体过程如下 : 将 0.2gPHBHHx (3- 羟基丁酸与 3- 羟基己酸的共聚 酯) (Mw=9.5*105) 溶解于 2ml 氯仿与二甲亚砜的。
22、混合溶液中 ( 体积比 CHCl3:DMSO=20:80), 形成透明的聚合物溶液。 过400目筛的载药MBG-INH和MBG-RFP各一定质量 (多少质量? ) , 加入到上述混合液中, 剧烈充分搅匀至一粘滞糊状物。 0018 三维打印过程在第四代3D-Bioplotter system上进行。 复合支架的3D模型由CAD 绘制, 为一直径为6mm, 高为8mm的圆柱体。 以MBG/PHBHHx的混合浆料为打印墨水装入打印 针筒仓中, 在具有一定压力的压缩空气的作用下 ( 具体按照打印机的操作说明 ), 运用 25G 粗细的塑料针头按照3D模型以X-Y方向交替方式进行打印, 每一层的相邻打印支之间距离 为700 m, 最终得到一种新型抗结核缓释人工骨支架。 运用该方法制备的抗结核骨支架能 在体内持续释放抗结核药物, 同时具有良好的成骨性能, 对治疗骨结核病灶缺损的修复具 有显著作用。 说 明 书 CN 104001218 A 6 。