CN103028143A具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法

CN103028143A具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法 (10)申请公布号103028143A (43)申请公布日xx.04.10103028143A*103028143A* (21)申请号xx10000261.9 (22)申请日xx.01.03A61L27/02(xx.01)A61L27/50(xx.01) (71)申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市建干路12号 (72)发明人欧俊王芳江玉民 (54)发明名称具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法 (57)摘要本发明公开了一种具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法。 配制硝酸铁、硝酸锌和柠檬酸的混合溶液，混合均匀后调节pH为4，得到磁性锌铁氧体前驱体亮绿色溶液；然后使用正硅酸乙酯和硝酸钙配制硅酸二钙前驱体；将硅酸二钙前驱体溶液加入到磁性锌铁氧体前驱体亮绿色溶液中，恒温水浴搅拌直至形成绿色凝胶，随后将绿色凝胶干燥成干凝胶；最后将干凝胶通过程序升温、高温快速冷却获得即具有磁热疗功能的骨修复材料。 通过本发明方法制备的骨修复材料，能够在修复由于肿瘤细胞造成的骨缺损的同时能够通过热疗作用选择性的杀死残留肿瘤细胞，解决了癌症导致的骨缺损在简单修复后，高比例复发的问题，更好的促进了患者的恢复及提高了其生活质量。 (51)Int.Cl.权利要求书1页说明书3页附图2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1页说明书3页附图2页1/1页21.一种具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法，其特征在于具体步骤为 （1）将重量份0.5-1.5份硝酸铁、0.5-1.5份硝酸锌和0.5-1.5份柠檬酸混合溶于去离子水中，配成浓度为5-20g/100mL的溶液，磁力搅拌混合均匀，然后使用氨水调节溶液的pH值为4-6，得到亮绿色溶液即为锌铁氧体前驱体溶液； （2）将体积份0.5-1.5份正硅酸乙酯加入到去离子水中，配成体积分数为0.5-5%的溶液，磁力搅拌混合均匀，然后加入氨水调节溶液的pH值为4-6，水化20-40分钟，再加入重量份1.5-2.5份的硝酸钙，得到硅酸二钙前驱体溶液； （3）将步骤 （1）制得的锌铁氧体前驱体溶液和步骤 （2）制得的硅酸二钙前驱体溶液混合，磁力搅拌混合均匀，使用氨水调节溶液的pH值为4-6，形成绿色溶胶； （4）将步骤 （3）得到的溶胶依次经过40-70干燥除去游离水、100-150干燥除去结构水，最终获得红棕色干凝胶； （5）将步骤 （4）得到的干凝胶首先放置于马弗炉内300-500引燃，除去干凝胶中的有机相；然后以6-10/min升温至500-700，恒温1-4小时使锌铁氧体初步结晶；然后以9-11/min升温至1000-1200，恒温4-6小时使硅酸二钙结晶并且使锌铁氧体转化为铁磁性结晶态，最后通过高温淬冷获得黑褐色粉末，即为具有磁热疗功能的骨修复材料；所述正硅酸乙酯和氨水均为化学纯。 权利要求书103028143A21/3页3具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法技术领域0001本发明涉及一种具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法。 背景技术0002目前骨肿瘤以手术刮出或切除为主，手术力求彻底以免残留肿瘤细胞引起恶变复发。 然而由于肿瘤细胞很难被彻底清除，因此术后患者复发率高居不下。 为了降低患者术后复发率，提高患者的生活质量，相关研究人员发明了具有载药功能的骨修复材料，使骨修复的同时能够通过缓慢的释放药物逐步的杀死残留肿瘤细胞。 通过该方法，患者的术后复发率得到了明显降低。 遗憾的是，目前杀灭肿瘤细胞的药物大多对正常组织细胞也会产生杀灭作用，实验中发现，在药物杀死肿瘤细胞的同时，药物释放范围内的正常细胞也受到了很大的损伤。 所以，研发新型具有骨修复作用同时能够选择性杀伤残留肿瘤细胞的复合材料就成为了目前骨肿瘤型骨修复材料领域的热点。 磁热疗作为热疗中的一种方法，能够在外界交变磁场的作用下，在靶向区域循环升温，进而达到热疗的效果。 该方法依据肿瘤细胞同正常细胞之间热耐受性的不同，能够选择性杀灭肿瘤细胞而不损伤正常组织细胞。 然而如何将磁热疗材料同骨修复材料有效结合，制备兼具二者功能的修复体，限制了磁热疗型骨修复材料的研究与应用。 发明内容0003本发明的目的在于提供一种具有磁热疗功能的骨修复材料的制备方法。 所述具有磁热疗功能的骨修复材料为一种铁磁性铁氧体/硅酸二钙复合材料。 以克服骨肿瘤患者传统清创术后，复发率居高不下以及治疗肿瘤药物毒副作用大的问题，满足由肿瘤造成的骨组织缺损修复的需求。 0004具体步骤为 （1）将重量份0.5-1.5份硝酸铁、0.5-1.5份硝酸锌和0.5-1.5份柠檬酸混合溶于去离子水中，配成浓度为5-20g/100mL的溶液，磁力搅拌混合均匀，然后使用氨水调节溶液的pH值为4-6，得到亮绿色溶液即为锌铁氧体前驱体溶液。 0005 （2）将体积份0.5-1.5份正硅酸乙酯加入到去离子水中，配成体积分数为0.5-5%的溶液，磁力搅拌混合均匀，然后加入氨水调节溶液的pH值为4-6，水化20-40分钟，再加入重量份1.5-2.5份的硝酸钙，得到硅酸二钙前驱体溶液。 0006 （3）将步骤 （1）制得的锌铁氧体前驱体溶液和步骤 （2）制得的硅酸二钙前驱体溶液混合，磁力搅拌混合均匀，使用氨水调节溶液的pH值为4-6，形成绿色溶胶。 0007 （4）将步骤 （3）得到的溶胶依次经过40-70干燥除去游离水、100-150干燥除去结构水，最终获得红棕色干凝胶。 0008 （5）将步骤 （4）得到的干凝胶首先放置于马弗炉内300-500引燃，除去干凝胶中的有机相；然后以6-10/min升温至500-700，恒温1-4小时使锌铁氧体初步结晶；然后以9-11/min升温至1000-1200，恒温4-6小时使硅酸二钙结晶并且使锌铁氧体转化为说明书103028143A32/3页4铁磁性结晶态，最后通过高温淬冷获得黑褐色粉末，即为具有磁热疗功能的骨修复材料。 0009所述正硅酸乙酯和氨水均为化学纯。 0010本发明的特点 （1）将锌铁氧体前驱体和硅酸二钙前驱体通过溶液态混合，避免了粉末共混均匀性差的问题，实现了铁氧体成分在整个材料内的均匀分布。 0011 （2）通过分段式干燥，能够快速安全的得到复合材料前驱体粉末。 0012 （3）通过分段结晶，获得锌铁氧体和硅酸二钙的结晶体，然后高温淬冷，得到了保持高温结晶态的铁磁性锌铁氧体。 0013 （4）制备的骨修复材料孔隙率较高，达到50-80%；骨修复材料中分布有大量微孔，孔与孔之间相互贯通；粒径为400-1000nm，平均粒径为700nm；磁热转换功率为7W/g，在500Oe、400kHz的交变磁场作用下，3-8分钟能够从室温上升30；模拟体液实验和体内实验结果表明该骨修复材料具有良好的生物相容性和骨诱导性。 0014本发明做为一种多功能骨修复材料，具有良好生物相容性和骨诱导性，同时还具有磁热疗功能，在外界交变磁场的作用下，能够选择性杀灭残留肿瘤细胞而不影响正常组织细胞，在肿瘤性骨缺损临床治疗上有着巨大的潜力。 附图说明0015图1为本发明实施例的工艺流程图。 0016图2为本发明实施例制备的复合材料的XRD谱图。 0017图3为本发明实施例制备的复合材料的粒径分布图。 0018图4为本发明实施例制备的复合材料在造骨细胞培养1天和3天后的表面形貌扫描电子显微镜照片，a为1天；b为3天后。 具体实施方式0019下面结合具体的实例对本发明做进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。 所述方法如无特别说明均为常规方法。 所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。 0020实施例 （1）将8.95克九水合硝酸铁、0.79克六水合硝酸锌和5.26克柠檬酸混合溶于去离子水中，配成浓度为15g/100mL的溶液，磁力搅拌混合均匀，然后使用氨水调节溶液的pH值至4，得到稳定存在的亮绿色溶液，即锌铁氧体前驱体溶液。 0021 （2）将10ml正硅酸乙酯加入到去离子水中，配成体积分数为3.5%的溶液，磁力搅拌混合均匀，然后加入氨水调节溶液的pH值至4，60水化30分钟，加入四水合硝酸钙6克，得到硅酸二钙前驱体溶液。 0022 （3）将步骤 （1）所得的锌铁氧体前驱体溶液和步骤 （2）所得的硅酸二钙前驱体溶液混合，磁力搅拌混合均匀，60水化24小时，形成绿色溶胶。 0023 （4）将步骤 （3）得到的溶胶依次经过60干燥24小时除去游离水、120干燥24小时除去结构水，最终获得红棕色干凝胶。 0024 （5）将步骤 （4）得到的干凝胶首先放置于马弗炉内300引燃，除去干凝胶中的有机相；然后以8/min升温至600，恒温2小时使锌铁氧体初步结晶；然后以