RU2715338C1 - Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration - Google Patents
Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2715338C1 RU2715338C1 RU2019134079A RU2019134079A RU2715338C1 RU 2715338 C1 RU2715338 C1 RU 2715338C1 RU 2019134079 A RU2019134079 A RU 2019134079A RU 2019134079 A RU2019134079 A RU 2019134079A RU 2715338 C1 RU2715338 C1 RU 2715338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- nanocomposite
- calcium phosphate
- chitosan
- rpm
- Prior art date
Links
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 8
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 20
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 20
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 4
- CBNBGETWKBUTEL-UHFFFAOYSA-K tripotassium;phosphate;heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O CBNBGETWKBUTEL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 11
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 11
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 abstract description 2
- 239000001828 Gelatine Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229960001714 calcium phosphate Drugs 0.000 description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 7
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 3
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010478 bone regeneration Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 2
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 description 2
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000392 octacalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- YIGWVOWKHUSYER-UHFFFAOYSA-F tetracalcium;hydrogen phosphate;diphosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].OP([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O YIGWVOWKHUSYER-UHFFFAOYSA-F 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/716—Glucans
- A61K31/722—Chitin, chitosan
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/42—Phosphorus; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/30—Inorganic materials
- A61L27/32—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
- A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
- A61L27/46—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with phosphorus-containing inorganic fillers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области регенеративной медицины и тканевой инженерии.The invention relates to the field of regenerative medicine and tissue engineering.
Известны костные трансплантаты, содержащие фосфат кальция и хитозан [пат. US №9040093, опубл. 26.05.2015] получаемые добавлением хитозана к раствору уксусной кислоты для приготовления суспензии с образованием соответствующей концентрации хитозана, последующим перемешиванием суспензии в течение не менее 4 часов при комнатной температуре и, после смешивания, добавлением 0,5 г фосфата кальция в 20 мл суспензии и перемешиванием в течение 60 минут при комнатной температуре, последующим замораживанием и лиофилизацией смеси до формирования костного трансплантата. Недостатками указанного изобретения являются необходимость предварительного получения фосфата кальция для последующего добавления к суспензии, а также использование относительно сложного метода лиофилизации.Known bone grafts containing calcium phosphate and chitosan [US Pat. US No. 9040093, publ. 05/26/2015] obtained by adding chitosan to a solution of acetic acid to prepare a suspension with the formation of an appropriate concentration of chitosan, followed by stirring the suspension for at least 4 hours at room temperature and, after mixing, adding 0.5 g of calcium phosphate in 20 ml of suspension and mixing for 60 minutes at room temperature, followed by freezing and lyophilization of the mixture until a bone graft is formed. The disadvantages of this invention are the need for preliminary production of calcium phosphate for subsequent addition to the suspension, as well as the use of a relatively complex method of lyophilization.
Известны пористые композиционные материалы на основе хитозана для заполнения костных дефектов [пат. РФ №2376019, опубл. 20.12.2009, бюл. №35] получаемые путем растворения порошка высокомолекулярного хитозана в растворе этановой кислоты при рН от 6 до 6,5 и, после полного растворения хитозана, последующего добавления в раствор при перемешивании кальций-фосфатных наполнителей в количестве до 90 мас. % и порошка добавки карбоната аммония до 60 мас. %, промывания полученной губки этанолом и сушки на воздухе до удаления этанола. Недостатком указанного изобретения является использование в процессе получения губки предварительно синтезированных кальций-фосфатных наполнителей размером 1 - 1000 мкм, не являющихся наноразмерными, что необходимо для достижения лучших показателей структурной биосовместимости и остеокондуктивности биоматериала.Known porous composite materials based on chitosan for filling bone defects [US Pat. RF №2376019, publ. 12/20/2009, bull. No. 35] obtained by dissolving high molecular weight chitosan powder in a solution of ethanoic acid at pH from 6 to 6.5 and, after complete dissolution of chitosan, subsequent addition of calcium phosphate fillers to the solution with stirring in an amount of up to 90 wt. % and powder additives ammonium carbonate up to 60 wt. %, washing the resulting sponge with ethanol and drying in air until ethanol is removed. The disadvantage of this invention is the use in the process of obtaining sponges of pre-synthesized calcium-phosphate fillers with a size of 1 - 1000 microns, which are not nanoscale, which is necessary to achieve the best indicators of structural biocompatibility and osteoconductivity of the biomaterial.
Также известен пористый композиционный материал на основе хитозана и желатина для заполнения костных дефектов [пат. РФ №2412711, опубл. 27.02.2011, бюл. №6] получаемый путем растворения высокомолекулярного хитозана при рН от 6 до 6,5 в растворе уксусной кислоты, добавления водного раствора желатина после полного растворения хитозана, последующего добавления при перемешивании наполнителя октакальцийфосфата в количестве до 75 мас. % и порошка добавки карбоната аммония от 5 до 60 мас. %, смешивания компонентов пропеллерной мешалкой со скоростью оборотов 800-1000 об/мин, промывания полученной губки этанолом и сушкой на воздухе до удаления этанола. Недостатками указанного изобретения являются использование карбоната аммония и уксусной кислоты, образующих ацетат аммония в качестве побочного продукта и его последующее удаление, а также необходимость отдельного предварительного получения кальций-фосфатного наполнителя для добавления к раствору в процессе получения пористого композиционного материала.Also known is a porous composite material based on chitosan and gelatin for filling bone defects [US Pat. RF №2412711, publ. 02/27/2011, bull. No. 6] obtained by dissolving high molecular weight chitosan at a pH of 6 to 6.5 in a solution of acetic acid, adding an aqueous solution of gelatin after complete dissolution of chitosan, then adding an octacalcium phosphate filler with stirring in an amount of up to 75 wt. % and powder additives ammonium carbonate from 5 to 60 wt. %, mixing the components with a propeller stirrer at a speed of 800-1000 rpm, washing the resulting sponge with ethanol and air drying to remove ethanol. The disadvantages of this invention are the use of ammonium carbonate and acetic acid, forming ammonium acetate as a by-product and its subsequent removal, as well as the need for separate preliminary preparation of calcium phosphate filler to add to the solution in the process of obtaining a porous composite material.
Техническим результатом является получение биосовместимого пористого нанокомпозита для регенерации костной ткани на основе пористого хитозанового скаффолда и наноразмерных частиц фосфата кальция. Хитозан, используемый для получения пористого скаффолда является биосовместимым, биодеградируемым и обладает низкой токсичностью, что способствует его широкому использованию в области медицины. Желатин, также использующийся в процессе получения скаффолда обладает низкой токсичностью. Размеры пор нанокомпозита варьируются от 73 мкм до 439 мкм и обладают взаимосвязанным и взаимопроникающим характером, образующим губчатую структуру.The technical result is to obtain a biocompatible porous nanocomposite for bone regeneration based on porous chitosan scaffold and nanosized particles of calcium phosphate. Chitosan used to produce a porous scaffold is biocompatible, biodegradable and has low toxicity, which contributes to its widespread use in the field of medicine. Gelatin, also used in the scaffold process, has low toxicity. The pore sizes of the nanocomposite vary from 73 μm to 439 μm and have an interconnected and interpenetrating character, forming a spongy structure.
Пористость нанокомпозита составляет 70%. Высокая степень пористости и характер распределения пор в нанокомпозите достигается благодаря вспениванию смеси в результате химического взаимодействия добавки карбоната кальция, используемого в качестве вспенивающего агента и уксусной кислоты, находящейся в смеси, причем образующийся в результате побочный продукт - ацетат кальция непосредственно используется для получения наноразмерных частиц фосфата кальция, что позволяет уменьшить время получения нанокомпозита, а также исключает необходимость этапа удаления побочного продукта из смеси. При этом используемый для вспенивания карбонат кальция обладает низкой токсичностью. В объеме и порах нанокомпозита присутствуют наноразмерные частицы фосфата кальция. Подобный результат достигается формированием наноразмерных частиц фосфата кальция in situ в смеси при перемешивании в результате химического взаимодействия побочного продукта вспенивания - ацетата кальция и добавляемого в смесь раствора ортофосфата калия семиводного (K3PO4⋅7Н2О). Это позволяет отказаться от дополнительных этапов отдельного получения частиц фосфата кальция для их последующего использования при получении композиционного материала. Вспенивание смеси и формирование наноразмерных частиц фосфата кальция осуществляется при кратковременном и интенсивном перемешивании смеси пропеллерной мешалкой, что способствует образованию пор малых размеров и высокой степени пористости, а также распределению наноразмерных частиц фосфата кальция в объеме смеси.The porosity of the nanocomposite is 70%. A high degree of porosity and the nature of the distribution of pores in the nanocomposite is achieved due to foaming of the mixture as a result of chemical interaction of the calcium carbonate additive used as a blowing agent and acetic acid in the mixture, and the resulting by-product, calcium acetate, is directly used to obtain nanosized particles of phosphate calcium, which reduces the time to obtain a nanocomposite, and also eliminates the need for a stage of removal of a by-product from the mixture. At the same time, calcium carbonate used for foaming has low toxicity. Nanoscale particles of calcium phosphate are present in the volume and pores of the nanocomposite. A similar result is achieved by the formation of nanosized particles of calcium phosphate in situ in a mixture with stirring as a result of chemical interaction of a foaming by-product of calcium acetate and a solution of potassium orthophosphate heptahydrate (K 3 PO 4 ⋅ 7Н 2 О) added to the mixture. This allows you to abandon the additional steps of separately producing particles of calcium phosphate for their subsequent use in the preparation of composite material. Foaming the mixture and the formation of nanosized particles of calcium phosphate is carried out with short-term and intensive mixing of the mixture with a propeller stirrer, which contributes to the formation of pores of small sizes and a high degree of porosity, as well as the distribution of nanosized particles of calcium phosphate in the volume of the mixture.
Технический результат достигается тем, что получение нанокомпозита включает растворение порошка кислоторастворимого хитозана молекулярной массой 100-300 кДа и степенью дезацетилирования 80-85% в количестве 3-7 мас. % в 10-20% уксусной кислоте, добавление к раствору хитозана водного раствора желатина в количестве 4-8 мас. % в пересчете на чистое вещество и перемешивание полученной смеси до полного растворения желатина, добавление в качестве вспенивающего агента навески карбоната кальция в количестве 3-7 мас. % к смеси и ее вспенивание при кратковременном и интенсивном перемешивании пропеллерной мешалкой со скоростью 1100-1300 об/мин в течение 45-60 секунд, добавление водного раствора ортофосфата калия семиводного (K3PO4⋅7Н2О) в количестве 10-14 мас. % в пересчете на чистое вещество к смеси при ее кратковременном и интенсивном перемешивании пропеллерной мешалкой со скоростью 1100-1300 об/мин в течение 45-60 секунд для формирования наноразмерных частиц фосфата кальция in situ в смеси, сушки полученной смеси при температуре 65°С до полного высыхания. Краткое описание чертежей.The technical result is achieved in that the preparation of the nanocomposite involves dissolving the powder of acid-soluble chitosan with a molecular weight of 100-300 kDa and a degree of deacetylation of 80-85% in an amount of 3-7 wt. % in 10-20% acetic acid, adding to the solution of chitosan an aqueous solution of gelatin in an amount of 4-8 wt. % in terms of pure substance and mixing the resulting mixture until the gelatin is completely dissolved, adding a portion of calcium carbonate in the amount of 3-7 wt. % of the mixture and its foaming with short-term and intensive stirring with a propeller stirrer at a speed of 1100-1300 rpm for 45-60 seconds, adding an aqueous solution of potassium orthophosphate seven-water (K 3 PO 4 ⋅ 7Н 2 О) in an amount of 10-14 wt. . % in terms of pure substance to the mixture when it is briefly and vigorously mixed with a propeller stirrer at a speed of 1100-1300 rpm for 45-60 seconds to form nanosized particles of calcium phosphate in situ in the mixture, drying the resulting mixture at a temperature of 65 ° C to completely dry. A brief description of the drawings.
Фигура 1. Микрофотография пористой поверхности нанокомпозита для регенерации костной ткани.Figure 1. Micrograph of the porous surface of the nanocomposite for bone regeneration.
Фигура 2. Микрофотография наноразмерных частиц фосфата кальция (светлые частицы), включенных в структуру нанокомпозита для регенерации костной ткани.Figure 2. Micrograph of nanoscale particles of calcium phosphate (light particles) included in the structure of the nanocomposite for bone tissue regeneration.
Описанный способ поясняется на примере его осуществления.The described method is illustrated by the example of its implementation.
Кислоторастворимый хитозан молекулярной массой 200 кДа и степенью дезацетилирования 84% в количестве 5,35 мас. % растворяют в 20 мл 15% уксусной кислоты. К желатину, количеством 6,43 мас. % добавляют 20 мл дистиллированной воды и оставляют набухать желатин в течение 40-60 минут, после чего перемешивают раствор на магнитной мешалке при нагревании до температуры 50°С со скоростью 200-300 об/мин в течение 10 минут до полного растворения желатина. Добавляют водный раствор желатина к раствору хитозана и перемешивают полученную смесь пропеллерной мешалкой со скоростью 300 об/мин до полного растворения желатина. Добавляют навеску карбоната кальция в количестве 5,35 мас. % к смеси и интенсивно перемешивают ее пропеллерной мешалкой со скоростью 1100-1300 об/мин в течение 45-60 секунд. Растворяют K3PO4⋅7Н2О в количестве 12,02 мас. % в 5 мл дистиллированной воды и добавляют полученный раствор к смеси при ее интенсивном перемешивании пропеллерной мешалкой со скоростью 1100-1300 об/мин в течение 45-60 секунд. Полученную смесь помещают в форму и высушивают при температуре 65°С до полного высыхания.Acid-soluble chitosan with a molecular weight of 200 kDa and a degree of deacetylation of 84% in an amount of 5.35 wt. % dissolved in 20 ml of 15% acetic acid. To gelatin, the amount of 6.43 wt. % add 20 ml of distilled water and leave gelatin to swell for 40-60 minutes, after which the solution is stirred on a magnetic stirrer while heating to a temperature of 50 ° C at a speed of 200-300 rpm for 10 minutes until the gelatin is completely dissolved. An aqueous solution of gelatin is added to the chitosan solution and the resulting mixture is mixed with a propeller stirrer at a speed of 300 rpm until the gelatin is completely dissolved. A portion of calcium carbonate in the amount of 5.35 wt. % to the mixture and intensively mixed with a propeller stirrer at a speed of 1100-1300 rpm for 45-60 seconds. K 3 PO 4 ⋅ 7H 2 O is dissolved in an amount of 12.02 wt. % in 5 ml of distilled water and add the resulting solution to the mixture with vigorous stirring with a propeller stirrer at a speed of 1100-1300 rpm for 45-60 seconds. The resulting mixture is placed in a mold and dried at a temperature of 65 ° C until completely dry.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134079A RU2715338C1 (en) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134079A RU2715338C1 (en) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2715338C1 true RU2715338C1 (en) | 2020-02-27 |
Family
ID=69630990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019134079A RU2715338C1 (en) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2715338C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376019C2 (en) * | 2007-12-26 | 2009-12-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН) | Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects |
| RU2412711C1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-02-27 | Учреждение Российской академии Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Porous composite chitosan and gelatin-based material for filling in bone defects |
| RU2554804C1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for preparing calcium phosphate composite |
| CN108553686A (en) * | 2018-04-25 | 2018-09-21 | 信阳师范学院 | A kind of preparation method of nano bone tissue stent material |
-
2019
- 2019-10-23 RU RU2019134079A patent/RU2715338C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376019C2 (en) * | 2007-12-26 | 2009-12-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН) | Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects |
| RU2412711C1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-02-27 | Учреждение Российской академии Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Porous composite chitosan and gelatin-based material for filling in bone defects |
| RU2554804C1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for preparing calcium phosphate composite |
| CN108553686A (en) * | 2018-04-25 | 2018-09-21 | 信阳师范学院 | A kind of preparation method of nano bone tissue stent material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110478532B (en) | Injectable in-situ pore-forming hydrogel system and preparation method and application thereof | |
| JP5688010B2 (en) | Calcium phosphate cement composition for bone filling material and kit thereof | |
| CN101376038B (en) | Method for preparing composite bone repair stent material containing chitosan and hydroxylapatite | |
| CN104623737B (en) | A kind of personalized tissue recovery support of achievable pulsed sustained release and preparation method thereof | |
| CN110396205B (en) | A Pickering high internal phase emulsion, 3D printing porous scaffold material and preparation method thereof | |
| CN101554493B (en) | Method for preparing nano hydroxyapatite/collagen scaffold with directionally arranged particles | |
| Zadegan et al. | Synthesis and biocompatibility evaluation of cellulose/hydroxyapatite nanocomposite scaffold in 1-n-allyl-3-methylimidazolium chloride | |
| CN102989042A (en) | Injectable porous bone cement and preparation method thereof | |
| CN107519536B (en) | A kind of controllableization preparation method and application of polylactic acid/hydroxy apatite complex microsphere surface porosity | |
| CN102058903B (en) | Method for preparing oriented and porous natural polymer/calcium phosphate composite materials | |
| RU2715338C1 (en) | Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration | |
| JP6609311B2 (en) | Method for producing porous calcium deficient hydroxyapatite granules | |
| CN1792379A (en) | Method for preparing organic and inorganic nanometer composite organization engineering stent material by using thermal phase separation | |
| EP1086711B1 (en) | Ceramic-polymer composites | |
| CN101491702B (en) | Preparation method of nano dahllite/chitosan-polylactic acid bone tissue engineer bracket material | |
| WO2003047645A1 (en) | Sponge-like porous apatite-collagen composite, sponge-like superporous apatite-collagen composite and process for producing the same | |
| WO2010116321A2 (en) | Biopolymer-containing calcium phosphate foam, process for obtaining thereof and use for bone regeneration | |
| CN108714249A (en) | The method that urea solubilising method prepares calcium carbonate-chitosan three-dimensional bone nail material | |
| JP4764985B2 (en) | Fibrous calcium phosphate | |
| RU2753529C1 (en) | Method for manufacturing granules from bioactive material based on hydroxyapatite or fluorapatite | |
| JP3525186B2 (en) | Method for producing porous polymer body | |
| JP5900691B1 (en) | Porous composite and bone regeneration material | |
| EP3160422A2 (en) | New single-step manufacturing process for foamed biomaterials | |
| RU2412711C1 (en) | Porous composite chitosan and gelatin-based material for filling in bone defects | |
| CN108904883A (en) | A kind of bone reparing biological material and preparation method thereof using abalone shells preparation |