一種生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料及試劑盒和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)用修復材料領域，涉及一種新型的可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]活髓保存是治療由于手術操作、齲齒、外傷等原因造成的牙髓暴露的理想方法。理想的蓋髓材料應具有合適的物化性能、誘導牙髓細胞的增殖分化、促進修復性牙本質的形成，抗菌抑菌性能，同時不應引起牙髓的炎癥反應。目前臨床使用的蓋髓材料有氫氧化鈣、三氧化礦物凝聚體。但兩者都不能完全滿足蓋髓材料的要求。
[0003]氫氧化鈣在臨床上廣泛應用，但是氫氧化鈣也具有一定副作用和局限性。氫氧化鈣的強堿性會造成與之接觸的表層、淺層牙髓組織變性和壞死，有較強的細胞毒性。此外，氫氧化鈣沒有消炎作用，對于有炎癥的牙髓無效。
[0004]三氧化礦物凝聚體臨床操作性差，混合和填放有一定的難度，填放過程需要借助一些特殊的器械；固化時間長，蓋髓后需要觀察4h以上，以確保材料凝固；價格昂貴(均為進口，每克近千元，目前僅在大醫(yī)院可用到)，限制了臨床的廣泛應用；抑菌效果不理想，僅對少數(shù)菌有抑菌效果。
[0005]生物活性玻璃是一類性能優(yōu)良的生物材料，它具有良好的生物活性和生物相容性，有一定的抗菌抑菌能力，可以通過改變各組分的含量以調節(jié)其生物活性、降解性以及機械性能，滿足不同的臨床要求。除此之外，生物活性玻璃可以通過釋放離子激活細胞中的特定基因表達從而影響細胞的行為。
[0006]根據(jù)申請人所做的資料檢索，迄今為止未見可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料的相關報道，此材料可以充填，固化后有一定的強度，可用于蓋髓治療、骨修復等。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是為臨床醫(yī)療提供一種可固化且可降解的復合生物材料及其制備方法和應用。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]一種制備生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料的試劑盒，包括固體粉末和固化液兩部分(兩部分是分開包裝的)，其中，固化液為磷酸鹽緩沖溶液，粉末為鈣磷硅三元生物玻璃微納米球，固體粉末和固化液比例為1.1?2.0g/mL。
[0010]所述生物玻璃納米微球的制備:
[0011](I)將模板劑溶于乙醇和去離子水的混合溶液中；然后將正硅酸乙酯、磷酸三乙月旨、四水硝酸鈣依次加入到上述溶液中，充分攪拌均勻后得到白色乳液；其中所述正硅酸乙酯、磷酸三乙脂和四水硝酸鈣所對應的氧化物S12:P2O5: CaO的摩爾百分比分別為25?50%,0.1?30%和40?75%，所述模板劑為十二胺；
[0012](2)將步驟(I)中得到乳白色溶液離心，得到濕態(tài)白色沉淀，該沉淀經(jīng)干燥，得到干粉末；再將干粉末經(jīng)過600?700°C熱處理得到生物玻璃納米微球。
[0013]步驟(I)所述混合過程中溫度控制在40°C。
[0014]所述正硅酸乙酯、磷酸三乙脂和四水硝酸鈣的加料間隔為30min。
[0015]所述磷酸鹽緩沖溶液中磷酸鹽的摩爾濃度為I?6mol/L，溶液pH為4?9。
[0016]所述磷酸鹽緩沖溶液為海藻酸鈉磷酸鹽緩沖溶液，其中海藻酸鈉的質量體積濃度為0.5?
[0017]所述海藻酸鈉磷酸鹽緩沖溶液的制備:
[0018]稱取海藻酸鈉溶于去離子水中，配成海藻酸鈉溶液；將磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉加入到海藻酸鈉溶液中，得到海藻酸鈉磷酸鹽緩沖溶液。
[0019]將試劑盒中的固體粉末和固化液混合，調和成糊狀物，將調和后的糊狀物固化成型，得到生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料。固體粉末與固化液組分混合時能固化，形成具有一定機械強度和硬組織修復性能的固態(tài)物。上述的固化是指生物玻璃微納米球與固化液各組分反應，使糊狀物凝聚、變硬，形成有一定形狀的固體。混合初期，該復合材料為膏狀漿體，可以通過調節(jié)固液比例、固相組分含量、固化液各組分濃度調節(jié)復合材料的各項物化性會K。
[0020]所述生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料可用作蓋髓材料、口腔填體材料、骨填充或骨組織工程支架材料，如顱骨骨折、根管填充、椎體成形術等，亦可用于椎體塌陷和椎體疏松性骨折的強化固定治療。
[0021]本發(fā)明制備的可固化生物玻璃-海藻酸鈉組合生物材料，能較好的滿足口腔蓋髓材料、口腔填體材料、骨修復材料的流動性，力學性能，降解率及生物活性的要求，在臨床口腔修復治療、骨修復治療領域具有良好的應用前景。
[0022]本發(fā)明制備的可固化生物玻璃-海藻酸鈉組合生物材料的優(yōu)點在于:生物玻璃微納米球有優(yōu)異的生物活性和生物相容性，在與固化液混合后能快速形成羥基磷灰石。填充后材料能在體液中形成納米羥基磷灰石，能有效促進類骨羥基磷灰石的形成、促進骨組織、牙髓牙本質的修復。更重要的是，生物玻璃、海藻酸鈉均可以在人體體液中完全降解，此類可降解材料可實現(xiàn)生物組織的原位修復。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例1制得的可固化生物玻璃生物材料養(yǎng)護O天、3天的X射線衍射圖譜；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例1制得的可固化生物玻璃生物材料固化3天后的表面微觀結構掃描電鏡圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例2中不同海藻酸鈉濃度的固化液制備出的可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料的抗壓強度與養(yǎng)護時間的關系圖。
[0026]圖4為本發(fā)明實施例3中可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料養(yǎng)護3天，3天后材料表面微觀結構掃描電鏡圖。
[0027]圖5為本發(fā)明實施例4中可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料養(yǎng)護3天后，浸泡在模擬體液O天后材料表面微觀結構電鏡圖。
[0028]圖6為本發(fā)明實施例4中可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料養(yǎng)護3天后浸泡在模擬體液I天后材料表面微觀結構電鏡圖。
[0029]圖7為本發(fā)明實施例4中可固化生物玻璃-海藻酸鈉復合生物材料養(yǎng)護3天后浸泡在模擬體液7天后材料表面微觀結構電鏡圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術進行。
[0031]實施例1
[0032]步驟一:生物玻璃微納米球的制備
[0033]以正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、四水硝酸鈣為原料，按摩爾比稱取相應物質，使得原料中各物質對應的氧化物按照S12 = P2O5 = CaO的摩爾百分比為40:5:55制備生物玻璃微納米球。將4g十二胺溶于105mL去離子水和無水乙醇的混合溶液，合成過程中溫度控制在40°C，攪拌1min后依次加入16.0OmL正硅酸乙酯、16.32mL磷酸三乙酯、28.25g四水硝酸鈣，每次加料間隔30min。加料完成后繼續(xù)攪拌3h，得到白色乳液，離心后得到濕粉末。將粉末冷凍干燥，置于箱式電爐中，經(jīng)過650°C熱處理得到生物玻璃微納米球粉體。
[0034]步驟二:磷酸鹽緩沖固化液的制備
[0035]將磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉依次加入一定量的水中，得到磷酸鹽緩沖溶