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可生物降解的聚合物納米復合材料及其應用.pdf

摘要
申請專利號:

CN201380074739.0

申請日:

2013.07.22

公開號:

CN105073151A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):A61L 27/14申請日:20130722|||公開
IPC分類號: A61L27/14; C08L101/16; A61F2/28 主分類號: A61L27/14
申請人: 阿肯色大學董事會
發明人: 亞歷山德魯·S·比里斯
地址: 美國阿肯色州小石城大學街道2402號
優先權: 61/800,588 2013.03.15 US; 13/947,827 2013.07.22 US
專利代理機構: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217 代理人: 蔡曉紅; 柯夏荷
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201380074739.0

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

一種制備聚合物薄膜的方法,包括:獲得負載圖表,所述負載圖表表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重量百分比與所述聚合物薄膜的最大負載之間的函數關系;獲得應力圖表,所述應力圖表表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重量百分比與所述聚合物薄膜的最大應力之間的函數關系;確定與負載圖表的峰值對應的第一重量百分比并確定與應力圖表峰值對應的第二重量百分比;根據所述第一和第二重量百分比的值確定最優重量百分比;以及制備具有組織形成納米粒子的含量為所述最優重量百分比的聚合物薄膜。

權利要求書

1.一種制備生物兼容性結構的方法,其特征在于,包括:
獲得負載圖表,所述負載圖表表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重
量百分比與所述聚合物薄膜的最大負載之間的函數關系;
獲得應力圖表,所述應力圖表表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重
量百分比與所述聚合物薄膜的最大應力之間的函數關系;
確定與負載圖表的峰值對應的第一重量百分比,并確定與應力圖表的峰值
對應的第二重量百分比;
根據所述第一和第二重量百分比的值確定最優重量百分比;以及
制備具有第一組織形成粒子的含量為所述最優重量百分比的聚合物薄膜,
其中所述第一組織形成粒子為納米粒子。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述負載圖表包括第一峰值
和第二峰值,與所述第二峰值相對應的重量百分比大于與所述第一峰值對應的
重量百分比,所述第一重量百分比為與所述第二峰值對應的重量百分比。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述應力圖表包括第一峰值
和第二峰值,與所述第二峰值對應的重量百分比大于與所述第一峰值對應的重
量百分比,所述第二重量百分比為與所述第二峰值對應的重量百分比。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,進一步包括:
將所述第一重量百分比和所述第二重量百分比中的最大值加上第一預設百
分比作為最優重量百分比的范圍的上限值;
將所述第一重量百分比和所述第二重量百分比中的最小值減去第二預設百
分比作為最優重量百分比的范圍的下限值;以及
在所述范圍中選擇一個百分比作為最優重量百分比。
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一和第二預設百分比
均約為10%。
6.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一和第二預設百分比
均約為5%。
7.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一和第二預設百分比
均約為0%。
8.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,進一步包括:
將所述第一重量百分比和所述第二重量百分比的平均值加上第三預設百分
比作為所述最優重量百分比的范圍的上限值;
將所述第一重量百分比和所述第二重量百分比的平均值減去第四預設百分
比作為所述最優重量百分比的范圍的下限值;
在所述范圍中選擇一個百分比作為所述最優重量百分比。
9.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,所述第三和第四預設百分比
均約為10%。
10.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,所述第三和第四預設百分
比均約為5%。
11.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,所述第三和第四預設百分
比均約為0%。
12.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述最優重量百分比約在
0%-95%范圍內。
13.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述最優重量百分比約在
0%-30%范圍內。
14.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述最優重量百分比約為
20%。
15.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,在可生物兼容的聚合物薄
膜中的聚合物包括合成的可生物降解的聚合物、從自然資源獲得的可生物降解
的聚合物,或者二者的混合物;
所述合成的可生物降解的聚合物包括聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚
丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)、聚(e-己內酯)、聚二惡烷酮、聚酐、三亞甲基
碳酸酯、聚(β-羥基丁酸酯)、聚(g-乙基谷氨酸)、聚(DTH亞氨基碳酸)、
聚(雙酚A亞氨基碳酸酯)、聚(原酸酯)、聚氰基丙烯酸酯、聚磷腈,或者是
它們的混合物;以及
所述從自然資源獲得的可生物降解的聚合物包括改性多糖、改性蛋白質,
或者二者的混合物。
16.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一組織形成納米粒
子包括羥基磷灰石納米粒子、磷酸三鈣納米粒子、混合的磷酸鈣和碳酸鈣納米
粒子、異種移植物骨顆粒、同種異體移植物骨顆粒、自體移植物骨顆粒、異質
移植物骨顆粒,或者它們的混合物。
17.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,進一步包括:
將聚合物溶解在溶劑中形成第一溶液;
將第一組織形成納米粒子加入到所述第一溶液中以形成第二溶液;
將所述第二溶液施加到一表面以在所述表面上形成聚合物薄膜,其中所述
第一組織形成納米粒子分散在所述聚合物薄膜中;
將所述聚合物薄膜分成多個條;以及
通過所述條、第二溶液和第二組織形成粒子形成層狀的生物相容性結構,
其中第二組織形成粒子置于兩個所述條之間;
其中,所述聚合物薄膜具有所述第一組織形成納米粒子的最優重量百分比。
18.根據權利要求17所述的方法,其特征在于,進一步包括:攪拌所述
第一溶液以使聚合物均勻地分布在所述第一溶液中,并用聲波處理所述第二溶
液以使所述聚合物和所述第一組織形成納米粒子均勻地分布在所述第二溶液
中。
19.根據權利要求17所述的方法,其特征在于,所述生物相容性結構的
形成包括:
通過堆疊所述條以形成聚合物層并在所述聚合物層之間加入所述第二組織
形成粒子,從而構建支架;
將所述第二溶液施加到所述支架以形成被涂覆的支架;以及
將第二組織形成粒子加入到所述被涂覆的支架以形成所述生物相容性結
構;
其中,通過交替地堆疊所述條和所述第二組織形成粒子的層來形成所述支
架。
20.根據權利要求19所述的方法,其特征在于,進一步包括用等離子體
處理所述生物相容性結構。
21.根據權利要求17所述的方法,其特征在于,所述第二組織形成粒子
包括納米尺寸的骨顆粒、微米尺寸的骨顆粒,或者二者的混合物。
22.根據權利要求17所述的方法,其特征在于,所述條的長度約為
0.005-50cm、寬度約為0.002-50cm以及厚度約為0.001-500mm,所述生物相容
性結構為圓柱形或球形。
23.根據權利要求17所述的方法,其特征在于,進一步包括將第三組織
形成材料加入到所述生物相容性結構中,
其中所述第三組織形成材料包括生物活性材料、細胞,或者二者的混合物;
其中所述生物活性材料包括蛋白質、酶、生長因子、氨基酸、骨形態發生
蛋白、血小板衍生的生長因子、血管內皮生長因子,或者是它們的混合物;
所述細胞包括上皮細胞、神經細胞、神經膠質細胞、星形膠質細胞、足細
胞、乳腺上皮細胞、胰島細胞、內皮細胞、間質細胞、干細胞、成骨細胞、肌
細胞、橫紋肌細胞、成纖維細胞、肝細胞、韌帶成纖維細胞、腱成纖維細胞、
軟骨細胞,或者它們的混合物。
24.一種制備聚合物薄膜的方法,包括:
獲得第一圖表,所述第一圖表表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重
量百分比與所述聚合物薄膜的第一性質之間的函數關系;
獲得第二圖表,所述第二圖表表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重
量百分比與所述聚合物薄膜的第二性質之間的函數關系;
確定與第一圖表的峰值對應的第一重量百分比并確定與第二圖表的峰值對
應的第二重量百分比;
根據所述第一和第二重量百分比的值確定最優重量百分比;以及
制備具有第一組織形成納米粒子的含量為所述最優重量百分比的聚合物薄
膜。
25.根據權利要求24所述的方法,其特征在于,
所述第一圖表為負載圖表,表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重量
百分比與所述聚合物薄膜的最大負載之間的函數關系;以及
所述第二圖表為應力圖表,表征在聚合物薄膜中組織形成納米粒子的重量
百分比與所述聚合物薄膜的最大應力之間的函數關系。
26.根據權利要求24所述的方法,其特征在于,進一步包括確定所述最
優重量百分比的上限值和下限值,
其中,所述上限值為所述第一重量百分比和所述第二重量百分比中的最大
值加上第一預設百分比;
所述下限值為所述第一重量百分比和所述第二重量百分比中的最小值減去
第二預設百分比。
27.根據權利要求26所述的方法,其特征在于,所述第一和第二預設百
分比均約為0%-10%。
28.根據權利要求24所述的方法,其特征在于,所述最優重量百分比選
自一個范圍,所述范圍為所述第一重量百分比和所述第二重量百分比的平均值
加上/減去第三預設百分比。
29.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,所述第三預設百分比約為
0%-10%。
30.根據權利要求24所述的方法,其特征在于,聚合物中所述組織形成
納米粒子的最優百分比約為20%。

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生物降解 聚合物 納米 復合材料 及其 應用
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