【CN109675104A】矿化水凝胶及仿生矿化骨修复材料的制备方法【专利】

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一种用作骨修复材料的自矿化温度敏感水凝胶及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种用作骨修复材料的自矿化温度敏感水凝胶及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：李建树
申请号：CN201510676151.3
申请日：20151016
公开号：CN105194738A
公开日：
20151230
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用作骨修复材料的自矿化温度敏感水凝胶，由水溶液中的磷酸化星型嵌段共聚物发生物理性交联形成，所述聚合物以磷酸化的亲水聚合物嵌段为内段，温度敏感聚合物嵌段为外段，构成由中心发散的内外层的星型分子结构。

本发明所公开的自矿化温度敏感水凝胶通过其星型的分子拓扑结构使每个臂向外伸展，利于分子间物理交联的形成，提高了水凝胶的稳定性。

该水凝胶在模拟体液浸泡和SD大鼠背部注射后组织切片都观察到明显的磷灰石生成，其自我诱导矿化可用于加速骨修复。

申请人：四川大学
地址：610065 四川省成都市一环路南一段24号四川大学高分子学院
国籍：CN
代理机构：北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司
代理人：董芙蓉
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一种仿生生物矿化人工骨修复材料及其制备方法与应用[发明专利]

专利名称：一种仿生生物矿化人工骨修复材料及其制备方法与应用
专利类型：发明专利
发明人：张自强,张以河,陈飞旭
申请号：CN201610902145.X
申请日：20161017
公开号：CN107952115A
公开日：
20180424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种仿生生物矿化人工骨修复材料及其制备方法与应用，所述材料包括交联后的胶原基体以及分散在该基体中的生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉，所述胶原基体与所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉的质量比为9:1～1:9。

本发明所述仿生生物矿化人工骨修复材料为胶原基仿生生物矿化人工骨，能够满足GTR或GBR临床手术中人工骨与组织缝合的需求，其包括羟基磷灰石与纯胶原，这两种成分为人体天然组织的主要成分，无毒性，且不影响材料结构和成骨效果，具有很好的生物相容性。

由于交联胶原基体的存在，解决了材料易溃散、降解速度过快、机械性能差等问题，实现了纳米羟基磷灰石与胶原的仿生构建。

申请人：北京湃生生物科技有限公司
地址：102206 北京市昌平区科技园区生命园路29号1幢B316-60室
国籍：CN
代理机构：北京三友知识产权代理有限公司
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一种取向结构的原位矿化仿生骨水凝胶复合材料及其制备方法和应用

专利名称：一种取向结构的原位矿化仿生骨水凝胶复合材料及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：王晓飞,方驹,任富增
申请号：CN202011360377.X
申请日：20201127
公开号：CN112402695A
公开日：
20210226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种取向结构的原位矿化仿生骨水凝胶复合材料及其制备方法和应用，包括天然植物纤维模板、定向填充于所述天然植物纤维模板中的天然高分子水凝胶和定向沉积于所述天然植物纤维模板中的羟基磷灰石。

该水凝胶复合材料具有三维多孔结构，并呈各向异性，克服了羟基磷灰石颗粒在水凝胶基体中分布不均的问题；该材料具有超强的拉伸，压缩，抗弯曲强度和韧性，力学性能与硬骨组织相匹配；该材料有利于诱导前成骨细胞黏附和向成骨分化，促进新骨生长，并具有良好的骨整合性和机械稳定性，适合用于大面积的硬骨组织修复；另外该材料具有可调控的表面活性，可实现结构和表面的精细调控。

申请人：南方科技大学
地址：518055 广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
代理人：潘登
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一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010142495.7(22)申请日 2020.03.04(71)申请人西南交通大学地址 610031 四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处(72)发明人鲁雄　杨开明　闫力维　刘志定　谢超鸣　韩璐　(74)专利代理机构成都信博专利代理有限责任公司 51200代理人王沙沙(51)Int.Cl.A61L 27/50(2006.01)A61L 27/52(2006.01)A61L 27/22(2006.01)A61L 27/12(2006.01)A61L 27/54(2006.01)C08J 3/075(2006.01)C08L 89/00(2006.01)C08K 9/04(2006.01)C08K 3/32(2006.01)C08K 3/22(2006.01)(54)发明名称一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法(57)摘要本发明公开了一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1：制备含铁离子、钙离子和多巴胺的混合水溶液；步骤2：在气氛保护条件下搅拌均匀，在其中滴加磷酸盐溶液，充分反应即可得到多巴胺分散的纳米磁性羟基磷灰石颗粒；步骤3：将明胶溶于磷酸缓冲液中，充分溶解后加入甲基丙烯酸酐，充分反应后，透析冻干即可得到双键化明胶；步骤4：将纳米磁性羟基磷灰石颗粒加入到双键化明胶水溶液中，加入过硫酸钠，形成水凝胶预聚液；在水凝胶预聚液两侧施加磁场，即可聚合形成所需水凝胶；本发明制备方法简单，易于操作，得到的纳米颗粒粒径可控，能在磁场作用下在水凝胶内形成定向排列。

权利要求书1页说明书5页附图3页CN 111330089 A 2020.06.26C N 111330089A1.一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备含铁离子、钙离子和多巴胺的混合水溶液，混合水溶液中Fe2+：Fe 3+的摩尔比为0.5～1；多巴胺和Fe2+的质量比为0.01～1；Ca2+：Fe2+的摩尔比为0～4；步骤2：在气氛保护条件下搅拌均匀，在其中滴加磷酸盐溶液，充分反应即可得到多巴胺分散的纳米磁性羟基磷灰石颗粒；其中Ca 2+和PO 43-的摩尔比为1.5～2；步骤3：将明胶溶于磷酸缓冲液中，充分溶解后加入甲基丙烯酸酐，充分反应后，透析冻干即可得到双键化明胶；其中甲基丙烯酸酐的添加量按照每1g明胶0.4～0.8mL添加；步骤4：将步骤2得到的纳米磁性羟基磷灰石颗粒加入到步骤3得到的双键化明胶水溶液中，加入过硫酸钠，形成水凝胶预聚液；在水凝胶预聚液两侧平行施加磁场，磁场强度为10~50mt，即可聚合形成所需水凝胶；其中纳米磁性羟基磷灰石颗粒与双键化明胶的质量比为5～20%：1。

《生物仿生矿化水凝胶用于骨组织工程的研究》

《生物仿生矿化水凝胶用于骨组织工程的研究》篇一一、引言随着科技的发展和医疗技术的进步，骨组织工程逐渐成为再生医学领域的研究热点。

骨缺损的治疗，如骨折愈合和骨骼重建，一直是一项重要的医学挑战。

为了应对这一问题，科学家们开发出各种方法，其中之一就是利用生物仿生矿化水凝胶进行骨组织工程。

本文将详细探讨这一研究领域，并介绍其进展、原理和应用。

二、生物仿生矿化水凝胶的原理生物仿生矿化水凝胶是一种模拟自然界生物矿化过程的材料。

在自然界中，生物体通过模拟矿化过程形成硬质结构，如贝壳、骨骼等。

受此启发，科学家们开发出生物仿生矿化水凝胶。

这种水凝胶以生物相容性良好的高分子材料为基体，通过引入具有矿化能力的无机离子或分子，模拟生物矿化过程，从而形成具有良好生物活性和力学性能的仿生矿化水凝胶。

三、生物仿生矿化水凝胶在骨组织工程中的应用（一）骨缺损修复生物仿生矿化水凝胶具有良好的生物相容性和力学性能，可应用于骨缺损修复。

在手术过程中，将水凝胶与骨骼缺损部位紧密贴合，通过模拟矿化过程，促进骨骼再生。

此外，水凝胶中的成分还可促进成骨细胞的增殖和分化，加速骨骼修复过程。

（二）骨组织工程支架生物仿生矿化水凝胶可作为一种骨组织工程支架材料。

通过调整水凝胶的组成和结构，可以制备出具有不同孔隙率、力学性能和降解速率的支架材料，以满足不同骨组织工程的需求。

此外，水凝胶支架还可与生长因子、药物等相结合，进一步提高骨组织工程的疗效。

四、研究进展近年来，生物仿生矿化水凝胶在骨组织工程领域取得了一系列重要成果。

科学家们通过改变水凝胶的成分和结构，优化其生物相容性和力学性能。

同时，还研究了水凝胶与生长因子、药物等的相互作用，以提高骨组织工程的疗效。

此外，研究人员还利用动物模型对生物仿生矿化水凝胶进行了一系列实验研究，取得了显著的成果。

五、挑战与展望尽管生物仿生矿化水凝胶在骨组织工程领域取得了重要进展，但仍面临一些挑战。

首先，如何进一步提高水凝胶的生物相容性和力学性能是当前的研究重点。

矿化细菌纤维素聚乙烯醇复合水凝胶软骨修复材料的制备[发明专利]

专利名称：矿化细菌纤维素聚乙烯醇复合水凝胶软骨修复材料的制备
专利类型：发明专利
发明人：钟春燕,其他发明人请求不公开姓名
申请号：CN201310110361.7
申请日：20130401
公开号：CN103159961A
公开日：
20130619
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种矿化细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶软骨修复材料的制备方法。

包括：由菌株发酵培养得到的细菌纤维素经纯化处理和脱水浸渍处理得到含CaCl水溶液重量百分比为30～50%的细菌纤维素水凝胶。

将聚乙烯醇溶解于NaHPO水溶液中，得到混合溶液A。

采用浸渍法使混合溶液A进入细菌纤维素水凝胶内部，得到的产物经冷冻-解冻数次，然后在真空下脱水处理6～
24h，得到一种矿化细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶软骨修复材料。

本发明工艺简单、成本低、无污染，且制备的复合水凝胶具有良好的力学性能、化学稳定性和生物相容性，在关节软骨修复、半月板修复等软骨组织修复中具有巨大的应用前景。

申请人：钟春燕
地址：570000 海南省海口市琼山区府城中山南路天鹅花园
国籍：CN
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910133497.7
(22)申请日 2019.02.22
(66)本国优先权数据
201910018188.5 2019.01.09 CN
(71)申请人四川大学
地址 610065 四川省成都市武侯区一环路
南一段24号
(72)发明人范红松　陈露　孙静　罗红蓉　
(74)专利代理机构成都科海专利事务有限责任
公司 51202
代理人黄幼陵
(51)Int.Cl.
A61L 27/24(2006.01)
A61L 27/22(2006.01)
A61L 27/20(2006.01)
A61L 27/12(2006.01)A61L 27/38(2006.01)A61L 27/50(2006.01)A61L 27/52(2006.01)
(54)发明名称
矿化水凝胶及仿生矿化骨修复材料的制备
方法
(57)摘要
本发明公开了一种矿化水凝胶及仿生矿化
骨修复材料的制备方法，该矿化水凝胶以光活化
生物大分子和光活化磷酸酶为原料，
通过光照射引发交联或通过自由基引发剂引发聚合交联形
成水凝胶，水凝胶在矿化液中，磷酸酶能够促使
磷酸盐在凝胶中均匀沉积，得到均匀矿化的矿化
水凝胶。

当在水凝胶制备过程中加入磷酸蛋白样
分子，该磷酸蛋白样分子能够促使磷酸盐沿生物
大分子的分子网络均匀沉积，得到高强度矿化水
凝胶。

当在水凝胶制备过程中加入磷酸蛋白样分
子和细胞，可实现细胞的原位装载，能够模拟骨
生理矿化过程中的酶促使磷酸盐矿化过程，从而
得到具有高强度的仿生矿化骨修复材料并能实
现仿生矿化骨修复材料的个性化订制，在骨组织
工程领域具有广阔的应用前景。

权利要求书3页说明书14页附图2页CN 109675104 A 2019.04.26
C N 109675104
A
权　利　要　求　书1/3页CN 109675104 A
1.一种矿化水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(A1)制备活化生物大分子材料
在0～10℃、搅拌条件下，将医用生物大分子材料与活化试剂在pH为7.5～8.5的水相体系中反应2～72h，反应产物经透析、真空干燥得到活化生物大分子材料；所述医用生物大分子材料与活化试剂的重量比为100：(3～1000)；
(A2)制备活化磷酸酶
在0～10℃、搅拌条件下，将磷酸酶与活化试剂在pH为7.5～8.5的水相体系中反应2～24h，反应产物经透析、真空干燥得到活化磷酸酶；所述磷酸酶与活化试剂的重量比为100：(1～20)；
(A3)制备水凝胶
将活化生物大分子材料、活化磷酸酶和光引发剂在pH为7～7.5的水相体系中混合均匀形成反应体系，于光照射条件下反应至该反应体系呈凝胶状得到水凝胶；所述活化生物大分子材料、活化磷酸酶和光引发剂的重量比为(5～20)：(1～10)：(1～10)；
或者将活化生物大分子材料、活化磷酸酶和自由基引发剂在pH为7～7.5的水相体系中混合均匀形成反应体系，静置反应至该反应体系呈凝胶状得到水凝胶；所述活化生物大分子、活化磷酸酶和自由基引发剂的重量比为(5～20)：(1～10)：(1～45)；
(A4)制备矿化水凝胶
将水凝胶于矿物质质量浓度为0.05～5％的矿化液中矿化4h～14d形成矿化水凝胶，然后从矿化液中取出矿化水凝胶；所述水凝胶与矿化液的体积比为1：(10～1000)。

2.根据权利要求1所述矿化水凝胶的制备方法，其特征在于所述生物大分子材料为蛋白或/和多糖；所述蛋白为胶原蛋白、丝素、明胶中的至少一种；所述多糖为海藻酸钠、透明质酸、纤维素、葡聚糖中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述矿化水凝胶的制备方法，其特征在于所述磷酸酶为碱性磷酸酶或/和酸性磷酸酶。

4.根据权利要求1或2所述矿化水凝胶的制备方法，其特征在于所述活化试剂为甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、环氧丁烯中的至少一种；所述光引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸锂或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述自由基引发剂由过硫酸铵和四甲基乙二胺按照重量比1：1～4：1组成。

5.根据权利要求1或2所述矿化水凝胶的制备方法，其特征在于所述矿化液为有机磷酸钙盐溶液、有机磷酸镁盐溶液、有机磷酸铁盐溶液中至少一种，或者有机磷酸与无机钙盐、镁盐、铁盐溶液中的一种混合而成的溶液。

6.一种含有磷酸蛋白样材料的矿化水凝胶的制备方法，其特征在于，在权利要求1至5中任一权利要求所述矿化水凝胶制备方法的制备水凝胶步骤加入磷酸蛋白样材料或含有磷酸蛋白样材料的pH为7～
7.5的水相分散液，得到含有磷酸蛋白样材料的水凝胶，再将含有磷酸蛋白样材料的水凝胶于矿化液中矿化，得到含有磷酸蛋白样材料的矿化水凝胶；所述磷酸蛋白样材料与活化生物大分子材料的重量比为(1～10)：(1～4)。

7.根据权利要求6所述含有磷酸蛋白样分子的矿化水凝胶的制备方法，其特征在于所述磷酸蛋白样材料为乙烯基磷酸或丙烯基磷酸。

2。