CN101843918A - 基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料及其制备方法 - Google Patents

基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料及其制备方法 Download PDF

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甘少磊
王万霞
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甘少磊
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Abstract

一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：采用如下技术方案：包括半水硫酸钙、羟基磷灰石的混合物和固化液。半水硫酸钙、羟基磷灰石的重量比为0.01～100∶1，固化液的用量范围是按半水硫酸钙与羟基磷灰石混合物每克用0.01～20ml。混合物和固化液充分搅拌混合后即可得到浆状骨修复材料。本制备方法配方简单，制备工艺易行。在24个小时内，即可制备所需的修复材料，具有良好的可注射性，半小时内固化。制备简单，生物相容性好。并具有低温、低真空、低能耗、低污染的特点。

Description

基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，尤其是涉及一种制备简单，生物相容性好，效果显著的可吸收骨修复材料及其制备方法。
背景技术
骨缺损一直是骨科面临的一个难题。近年来，伴随着微创外科的发展，可注射性骨替代物(injeet able bone substitute，IBS)越来越受到各国学者的关注，已成为当今生物材料的研究热点之一。可注射性硫酸钙骨替代物和磷酸钙骨替代物是最常用的钙磷系统的材料，其操作简便，生物相容性好，能够注射入骨缺损处，原位固化，适应骨缺损进行塑形。但二者均有不足之处，可注射性硫酸钙骨替代物在体内的吸收快于新骨的形成，不适合用于修复较大的骨缺损和愈合时间较长的骨缺损；可注射性磷酸钙骨替代物也叫可注射性磷酸钙骨水泥，其降解缓慢，在体内存留时间长，达不到在治疗期内完全降解的要求，影响了新骨的长入，广泛应用受到一定程度的限制。
单一类型的基质材料存在各自的优缺点，随着研究的深入，学者们渐渐地认识到仅靠单一材料很难满足骨组织工程细胞外基质材料的要求，要将不同材料的特性结合起来考虑，取长补短。两种或两种以上材料的复合，未来理想骨组织工程基质材料的制备应将不同材料通过合适的方法组合成复合材料，要求材料除应具有预期的物理化学性质外，还应在复合后无副反应。不同材料相互搭配组合形成了大量的性质各异的复合材料。因此，从现有的条件出发，将已证明具有良好性能的生物材料加以加工、改进采用多种材料联用的方法，使材料具备更好的骨修复性能将是一个有效途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备简单，生物相容性好，效果显著，可完全吸收，还具有可注射性能的骨修复复合材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可吸收骨修复复合材料，包括半水硫酸钙、羟基磷灰石的混合物和固化液。半水硫酸钙、羟基磷灰石的重量比为0.01～100∶1，固化液的用量范围是按半水硫酸钙与羟基磷灰石混合物每克用0.01～20ml。混合物和固化液充分搅拌混合后即可得到浆状骨修复材料，浆状骨修复材料并在5～50分钟后固化。
更优的方案是：所述的半水硫酸钙为α半水硫酸钙(CSH)，粒径为10～30μm；所述羟基磷灰石粒径为5～100μm。
更有的方案是：所述半水硫酸钙为α半水硫酸钙(CSH)，粒径为10nm～800nm。
更优的方案是：所述羟基磷灰石为纳米级，粒径为10nm～500nm。
更优的方案是：所述的固化液为蒸馏水或去离子水或缓冲液PBS或磷酸盐缓冲液或柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液或模拟体液等。
更优的方案是：所述混合物包括半水硫酸钙、羟基磷灰石和添加剂。添加剂可以是胶原或透明质酸或壳聚糖或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖等的粉末。半水硫酸钙、羟基磷灰石和添加剂的重量比为0.01～100∶1∶0.01～100。
更优的方案是：所述固化液中添加胶原溶液或透明质酸或壳聚糖或海藻酸或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖衍生物或海藻酸衍生物等添加剂。添加剂的用量范围为每100毫升固化液添加0.1～100克添加剂。
更优的方案是：复合材料中加入少量促凝物质，如二水硫酸钙等。半水硫酸钙、羟基磷灰石和添加剂的重量比为0.01～100∶1∶0.01～100。
本发明的另一目的在于提供一种复合骨修复材料的制备工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
将半水硫酸钙、羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将固化液B与混合物A充分混合得到所需的骨修复材料。
更优的方案是：将半水硫酸钙、羟基磷灰石及胶原混合均匀得到混合物C后，将固化液B与混合物C充分混合得到所需的骨修复材料。
更优的方案是：将半水硫酸钙、羟基磷灰石及二水硫酸钙混合均匀得到混合物D后，将固化液B与混合物C充分混合得到所需的骨修复材料。
本制备方法配方简单，制备工艺易行。在24个小时内，即可制备所需的修复材料，具有良好的可注射性，半小时内固化。制备简单，生物相容性好。并具有低温、低真空、低能耗、低污染的特点。符合“软加工”(Soft Processing)方式进行材料的合成要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
将5g粒径小于20μm的α半水硫酸钙(CSH)与5g粒径小于50μm的羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将蒸馏水与混合物A按0.4ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例2
将3g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)与2g粒径小于20μm羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将蒸馏水与混合物A按0.3ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例3
将3g粒径小于800nm的α半水硫酸钙(CSH)与1g粒径小于20μm羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将3wt％的海藻酸溶液与混合物A按0.3ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例4
将3g粒径为300±50nm的α半水硫酸钙(CSH)与1g粒径小于10μm羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将3wt％的透明质酸水溶液与混合物A按0.3ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例5
将3g粒径为300±50nm的α半水硫酸钙(CSH)、1g粒径小于10μm羟基磷灰石和1g胶原蛋白微粒混合均匀得到混合物A后，将蒸馏水与混合物A按0.3ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例6
将4g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)与1g粒径为30nm～80nm的羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将3wt％的透明质酸水溶液与混合物A按0.5ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例7
将4g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)与1g粒为60±10nm的羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将蒸馏水与混合物A按0.4ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例8
将4g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)、1g粒径为60±10nm的羟基磷灰石和0.1g二水硫酸钙混合均匀得到混合物A后，将蒸馏水与混合物A按0.4ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例9
将4g粒径为500±50nm的α半水硫酸钙(CSH)、1g粒径为60±10nm的羟基磷灰石和0.1g二水硫酸钙混合均匀得到混合物A后，将蒸馏水与混合物A按0.4ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
实施例10
将4g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)、1g粒径为60±10nm的羟基磷灰石和0.1g二水硫酸钙混合均匀得到混合物A后，将PBS与混合物A按0.4ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：采用如下技术方案：包括半水硫酸钙、羟基磷灰石的混合物和固化液。半水硫酸钙、羟基磷灰石的重量比为0.01～100∶1，固化液的用量范围是按半水硫酸钙与羟基磷灰石混合物每克用0.01～20ml。
2.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：所述的半水硫酸钙为α半水硫酸钙(CSH)，粒径为10～30μm；所述羟基磷灰石粒径为5～100μm。
3.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：所述半水硫酸钙为α半水硫酸钙，粒径为10nm～800nm。
4.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：所述羟基磷灰石为纳米级，粒径为10nm～500nm。
5.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：所述的固化液为蒸馏水或去离子水或PBS或磷酸盐缓冲液或柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液或模拟体液等。
6.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：所述混合物包括半水硫酸钙、羟基磷灰石和添加剂。添加剂可以是胶原或透明质酸或壳聚糖或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖等的粉末。半水硫酸钙、羟基磷灰石和添加剂的重量比为0.01～100∶1∶0.01～100。
7.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：所述固化液中添加胶原溶液或透明质酸或壳聚糖或海藻酸或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖衍生物或海藻酸衍生物添加剂，添加剂的用量范围为每100毫升固化液添加0.1～100克添加剂。
8.如权利要求1所述一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材料，其特征在于：将4g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)、1g粒径为60±10nm的羟基磷灰石和0.1g二水硫酸钙混合均匀得到混合物A后，将PBS与混合物A按0.4ml/g的比例充分混合，得到所需的骨修复材料。
9.一种复合骨修复材料的制备工艺，其特征在于：按如下方案：
将半水硫酸钙、羟基磷灰石混合均匀得到混合物A后，将固化液B与混合物A充分混合得到所需的骨修复材料。
10.如权利要求9所述一种复合骨修复材料的制备工艺，其特征在于：按如下方案：将半水硫酸钙、羟基磷灰石及胶原或二水硫酸钙混合均匀得到混合物C后，将固化液B与混合物C充分混合得到所需的骨修复材料。
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