一种负载抗结核药物的骨修复材料及其制备方法

本发明涉及生物医学复合材料，具体涉及一种负载抗结核药物的骨修复材料及其制备方法。背景技术：1、明胶是胶原蛋白部分水解衍生的生物高分子材料，虽然三螺旋结构被部分破坏，但它保留了胶原蛋白的生物活性和细胞结合位点。明胶含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(rgd)等细胞可粘附的三肽序列，具有低免疫原性，可促进细胞粘附、增殖和分化，具有生物可降解性和生物相容性，明胶侧链上具有大量的氨基、羧基等极性基团，有很高的化学活性，可通过多种方式形成凝胶。甲基丙烯酰胺改性的明胶(gelma)是经衍生化后得到的水溶性明胶，它集聚了天然高分子和合成高分子的优点，可通过合适的聚合方法利用自由基聚合形成交联水凝胶，如氧化还原法、热交联法，以及紫外线处理，y射线照射或电子束固化，这不仅缩短了反应时间，还避免了有毒交联剂的使用。在细胞培养和组织工程研究中得到广泛应用。2、羟基磷灰石(ha，ca10(po4)6(oh)2)是脊椎动物骨骼和牙齿中最常见的无机物，无毒性，无免疫原性，有良好的生物相容性、骨传导性、诱导钙化并在植入物和软骨下骨之间形成化学键的能力，己被广泛应用于骨修复生物材料中。据报道，合成的ha可以通过骨传导机制促进新骨生成，而不会引起任何局部或全身毒性、炎症或异物反应。3、近年来，结核病在全球范围内呈上升趋势。骨关节结核是常见的肺外结核，其中一半为脊柱结核，而脊柱结核的治疗仍是一个难题。当前主要通过药物和手术治疗，其中药物治疗包括口服和注射，但两种方法都很难准确控制病灶区的药物浓度。对于重症脊柱结核患者，还需要进行病灶清除和长期局部抗结核治疗。近年来随着各种技术的发展，感染和结核性骨缺损的治疗取得了显著进步，尤其在骨缺损的替代材料方面；但也存在一系列问题，如材料的支撑强度不够、促进成骨作用和加速骨诱导能力较弱、体内吸收降解缓慢和不完全、缓释微球负载药物对细菌耐药性逐步增加等。因此，研发一种既有骨缺损修复重建和成骨诱导作用，又具有局部持续、缓慢释放抗耐药菌药物的骨修复材料显得尤为必要。技术实现思路1、为了解决现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种负载抗结核药物的骨修复材料及其制备方法，以解决现有骨修复材料支撑强度不够、促进成骨作用和加速骨诱导能力较弱的问题。2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本发明提供了一种负载抗结核药物的骨修复材料，包括基底以及负载于基底上的载药水凝胶，基底为羟基磷灰石支架，载药水凝胶为装载有抗结核药物的gelma水凝胶。3、进一步，抗结核药物为异烟肼和利福平中的至少一种。4、具体地，本发明还提供了一种负载抗结核药物的骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：5、(1)制备gelma水凝胶；6、(2)将抗结核药物溶于pbs缓冲液中，然后将药物溶液水化gelma水凝胶，水合培养，得载药gelma水凝胶；7、(3)制备羟基磷灰石支架；8、(4)将羟基磷灰石支架浸泡在载药gelma水凝胶中，然后于0.1mpa的真空度下浸泡，至羟基磷灰石支架周围观察不到气泡为止，制得。9、进一步，gelma水凝胶的制备包括以下步骤：10、将明胶配制成溶液，然后将甲基丙烯酸酐滴加至所得溶液中，搅拌反应3h，然后于37℃下透析5天，即得；明胶和甲基丙烯酸酐的质量比为：1:0.03-0.1。11、进一步，步骤(2)中抗结核药物和gelma水凝胶的质量比为1:1-5。12、进一步，步骤(2)在37℃下水合培养1h。13、进一步，羟基磷灰石支架通过3d打印制得；3d打印墨水配制方法为：以液态聚合物树脂si500作为粘合剂，将羟基磷灰石粉末加入液态聚合物树脂si500中，然后球磨，即得。14、进一步，3d打印墨水在3d打印前进行真空脱气。15、进一步，3d打印条件为：选择内径为0.4mm的喷嘴，设定线间距分别为1.0mm、1.0mm和0.8mm，层高为0.40mm，挤出速度为0.2mm3/s，打印速度为1.5mm/s，打印温度为90℃。16、本发明具有以下有益效果：本发明制备的骨修复材料负载有抗结核药物的gelma水凝胶，不仅能实现药物联合缓释，减少用药量，增加病灶药物浓度达到长效药物治疗，减少毒副反应。同时羟基磷灰石的支架还能增加骨修复材料的支撑强度，促进细胞分化和增殖，最终促进对结核性骨缺损的修复。技术特征：1.一种负载抗结核药物的骨修复材料，其特征在于：包括基底以及负载于所述基底上的载药水凝胶，所述基底为羟基磷灰石支架，所述载药水凝胶为装载有抗结核药物的gelma水凝胶。2.根据权利要求1所述的负载抗结核药物的骨修复材料：其特征在于，所述抗结核药物为异烟肼和利福平中的至少一种。3.权利要求1-2任一项所述的负载抗结核药物的骨修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，gelma水凝胶的制备包括以下步骤：5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中抗结核药物和gelma水凝胶的质量比为1:1-5。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)在37℃下水合培养1h。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述羟基磷灰石支架通过3d打印制得；3d打印墨水配制方法为：以液态聚合物树脂si500作为粘合剂，将羟基磷灰石粉末加入液态聚合物树脂si500中，然后球磨，即得。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述3d打印墨水在3d打印前进行真空脱气。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，3d打印条件为：选择内径为0.4mm的喷嘴，设定线间距分别为1.0mm、1.0mm和0.8mm，层高为0.40mm，挤出速度为0.2mm3/s，打印速度为1.5mm/s，打印温度为90℃。技术总结本发明公开了一种负载抗结核药物的骨修复材料及其制备方法，属于生物医学复合材料技术领域。本发明的骨修复材料包括羟基磷灰石支架和负载有抗结核药物的GelMA水凝胶，载药GelMA水凝胶负载于羟基磷灰石支架上。通过改变GelMA水凝胶以及抗结核药物之间的质量比，制作出不同参数的载药GelMA水凝胶。然后将其填充至3D打印工艺制作的羟基磷灰石支架中，从而得到负载抗结核药物的骨修复材料。本发明制备的骨修复材料不仅具有良好整合性、生物相容性，还能实现药物联合缓释，从而达到修复骨组织缺损的目的。技术研发人员：江君,郭璟黎,张松柏,吕天萍,李曼欣,杨攀易,谢锐锋受保护的技术使用者：四川大学华西医院技术研发日：技术公布日：2024/8/15