CN102205149B

CN102205149B - 羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料及制备方法

Info

Publication number: CN102205149B
Application number: CN 201110120731
Authority: CN
Inventors: 张彩云; 董前年; 庄重; 王先平; 方前锋
Original assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Current assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: CN102205149A

Abstract

本发明适用于复合骨修复材料，提供了一种羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料，其包括化学键合的羟基磷灰石和壳聚糖，所述羟基磷灰石和壳聚糖外复合有聚乳酸；所述聚乳酸与壳聚糖之间通过物理交联方式结合；所述骨修复材料中含有60～67wt％的羟基磷灰石，7～17wt％的壳聚糖，16～33wt％的聚乳酸；所述羟基磷灰石为纤维状，所述纤维的长度为20～80nm、直径为2～4nm。本发明还涉及一种所述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其采用原位生成法和溶液共混法在壳聚糖与聚乳酸聚合物基体中制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸三元复合生物材料。

Description

羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料及制备方法

技术领域

本发明属于复合骨修复材料及制备方法，尤其涉及一种羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料及制备方法。

背景技术

羟基磷灰石(HA)是一种生物活性陶瓷，是人体骨骼中主要的无机成分，具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性，且能诱导周围骨组织的生长并与宿主骨形成牢固的化学键合。但其机械性能不佳，易脆，对负荷承载性差，不能适宜骨组织工程的要求。

可降解聚合物(包括天然的和合成的聚合物)、磷酸钙基生物活性陶瓷材料是目前骨组织工程支架材料研究的重点。壳聚糖(CS)是一种天然的可降解生物多糖，其降解产物为弱碱性的氨基葡萄糖，对人体及组织无毒、无害、无刺激、生物相容性好，具有天然的药物活性、抗肿瘤活性和抗炎等作用；但缺乏骨键合生物活性，单独使用力学性能不理想，特别是在湿态环境下由于吸水性太强造成力学强度损失很快。

聚乳酸(PLA)是目前研究较多的人工合成高分子材料，具有良好的生物相容性、可降解性和可吸收性。但聚乳酸缺乏生物活性，且其酸性降解产物集聚易引起体内炎症反应，机械强度也有待提高，同时疏水表面也将妨碍细胞的黏附与增殖。

通过以上分析可以看出单一的羟基磷灰石、壳聚糖和聚乳酸都不是骨替换的理想物质，而三者的复合(复合是指由两种或两种以上性质不同的材料组合，制得一种多相材料的过程)制得的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸(HA/CS/PLLA)复合材料则有望得到一种能互补三者的性能优势、较为理想的骨修复人工生物材料。HA/CS/PLLA复合材料一方面可提高材料的机械强度和可加工性，另一方面聚乳酸的酸性降解产物可被HA和CS的降解产物缓冲，降低不良炎症反应的发生；同时HA和CS的存在将改善PLA疏水性表面，同时PLA疏水表面也能有效阻止水分对CS的过快渗透，两种聚合物基体对纳米羟基磷灰石颗粒进行的二次包覆将有效防止无机颗粒在生理环境中的脱离并保证复合材料在降解过程中的形状和力学性能；同时HA的骨诱导性可提供良好的骨细胞粘附生长环境，符台骨组织工程的生物学要求。

目前制备羟基磷灰石/聚合物基复合材料的方法主要有共混法、改性复合法、共沉淀法、原位聚合法等，但是这些方法很难解决HA在高分子基体中的团聚问题，结果导致HA在聚合物基体中分散不均匀、HA含量很难提高(而自然骨中HA含量达65wt％左右)以及力学性能不足的缺点。

中国专利CN100409905C披露了“一种聚乳酸基/纳米羟基磷灰石多孔复合支架材料的制备方法”，即将制备好的纳米羟基磷灰石先进行有机化改性，然后将改性后的纳米羟基磷灰石(HA)与聚乳酸混合，最后采用热致相分离技术制备聚乳酸基/纳米羟基磷灰石多孔复合支架材料。在该多孔复合支架材料中的纳米羟基磷灰石是先制备好再加入聚乳酸中的，尽管对其进行了有机化修饰，仍然很难达到均匀复合，HA含量偏高将出现团聚导致复合材料的力学性能下降。

中国专利CN12031205C披露了原位复合制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料的方法，提供了在温和条件下在壳聚糖基体中原位制备出分散均匀、力学性能显著提高的壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料。但壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料由于壳聚糖基体的吸水性过强，材料在湿态环境下发生溶胀将导致力学强度损失过快，很难用于承重骨的修复重建。

鉴于目前羟基磷灰石/聚乳酸和羟基磷灰石/壳聚糖复合材料一般不能很好的满足骨组织生物材料的要求，且相应的制备方法存在一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决纳米羟基磷灰石在聚合物基体中的团聚问题，以及克服壳聚糖基体在湿态环境下发生溶胀导致力学强度损失过快的缺陷，提供一种抗压强度高、HA含量为60wt％-67wt％且均匀分散于聚合物基体中的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料，另一目的是提供这种骨修复材料的制备方法。

本发明是这样实现的，一种羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料，包括化学键合的羟基磷灰石和壳聚糖，所述羟基磷灰石和壳聚糖外复合有聚乳酸；所述聚乳酸与壳聚糖之间通过物理交联方式结合；所述骨修复材料中含有60～67wt％的羟基磷灰石，7～17wt％的壳聚糖，16～33wt％的聚乳酸；所述羟基磷灰石为纤维状，所述纤维的长度为20～80nm、直径为2～4nm。

本发明还提供了一种上述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其包括以下步骤：

提供羟基磷灰石含量为80wt％～90wt％的HA/CS纳米复合粉体；将制备好的纤维状羟基磷灰石/壳聚糖纳米复合材料粉体用分子量为1500～3000的低分子量聚乳酸进行表面处理，将所述复合粉体置于用量为该复合粉体质量2～5wt％的低分子量聚乳酸1，4-二氧六环溶液中，在40～60℃温度下搅拌0.5～1.5h；将所述经过表面处理的复合粉体置于浓度为3～7wt％的聚乳酸1，4-二氧六环溶液中于70～90℃下共混1～2h；固液分离即得纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料。

进一步地，所述羟基磷灰石含量为80wt％～90wt％的HA/CS纳米复合粉体采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出，其包括如下步骤：先将壳聚糖溶于浓度为0.5～1.5wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为0.5～2wt％的壳聚糖溶液，再将其与浓度为2～9wt％的磷酸水溶液按壳聚糖与磷酸重量比为0.22～0.5∶1.176的比例混合均匀，并将其在搅拌下滴加至浓度为1～3wt％的氢氧化钙悬浊液中，得到混合液，所述混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.22～0.5∶1.48，滴加完后继续搅拌2～3h，然后静置陈化6～24h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液；先将所述羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于置于透析袋中，再将该透析袋置于浓度为1～2.9wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡8～24h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料；先对所述纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料加水洗涤或用水透析漂洗、过滤至中性后干燥，即制得纤维状羟基磷灰石/壳聚糖纳米复合材料粉体。

进一步地，所述干燥为置于40～80℃温度下干燥。

进一步地，在所述纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料步骤中，还包括如下步骤：先将壳聚糖溶于浓度为0.5～1.5wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为1～3wt％的壳聚糖溶液，将其涂敷于透析袋表面，晾干后得到表面覆有壳聚糖半透膜的透析袋；将所述羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于所述表面覆有壳聚糖半透膜的透析袋中，再将该透析袋置于浓度为1～2.9wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡8～24h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

进一步地，所述壳聚糖溶液用旋涂或喷涂或浸渍方法涂敷于透析袋表面。

进一步地，所述晾干为自然晾干。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：其一，对制得的产物分别使用透射电镜和X射线衍射仪进行表征，由其结果可知，产物由壳聚糖中化学键合的羟基磷灰石以及包覆在二者外部的聚乳酸构成，其中，所述骨修复材料中含有60～67wt％的羟基磷灰石，7～17wt％的壳聚糖，16～33wt％的聚乳酸。羟基磷灰石的长度为20～80nm、直径为2～4nm，在复合材料中分布均匀，无明显团聚现象发生。至于羟基磷灰石的长度为20～80nm、直径为1～3nm，两者间的长径比为7～80的确定，则是基于大量的实验而摸索出的除满足产物中羟基磷灰石的比例达到60～67wt％之外，还应使产物的抗压强度足以满足实用的要求；其二，对制得的产物进行力学测试，由其结果可知，产物的抗压强度高达160MPa左右。这完全满足了人体承重骨修复方面的要求，其不仅适用于儿童和老人，对青壮年人也完全适合；其三，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出HA/CS纳米复合粉体，制备方法科学、有效，既解决了当产物中的羟基磷灰石的比例较高时极易团聚的难题，又控制住了羟基磷灰石的形貌为纤维状。另外，本发明通过聚乳酸的疏水作用缓冲壳聚糖的吸水性，有效的保证了骨修复材料在生理环境下的力学性能。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备原理示意图。

图2(a)为图1中的羟基磷灰石含量为60wt％的HA/CS/PLLA复合材料的透射电镜(TEM)照片。

图2(b)为图1中的羟基磷灰石含量为67wt％的HA/CS/PLLA复合材料的透射电镜(TEM)照片。

图3为图1中的HA/CS/PLLA复合材料行力学抗压测试的应力应变曲线图。

图4为图1中的HA/CS/PLLA复合材料和纯聚乳酸在模拟体液中浸泡不同时间溶液的pH值变化图。

图5(a)为图2(a)中的HA/CS/PLLA复合材料亲水接触角示意图。

图5(b)为图2(b)中的HA/CS/PLLA复合材料亲水接触角示意图。

图5(c)为现有技术提供的纯PLA亲水接触角示意图。

图5(d)为现有技术提供的纯HA亲水接触角示意图。

图6为本发明第一实施方式提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法流程图。

图7为本发明第二实施方式提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法流程图。

图8为本发明第三实施方式提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法流程图。

图9为本发明第四实施方式提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法流程图。

图10为本发明第五实施方式提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，展示了本发明提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制作的原理，本发明的原理在于：本发明采用原位生成法和溶液共混法在壳聚糖与聚乳酸聚合物基体中制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸三元复合生物材料。首先将HA的前躯体钙、磷离子在壳聚糖溶液(CS溶液)中均匀分散，利用壳聚糖分子链和钙(基本来自Ca(OH)₂)、磷离子(基本来自H₃PO₄)的相互作用，诱导HA在界面处成核、生长制备出羟基磷灰石含量较高的羟基磷灰石/壳聚糖纳米复合材料(HA/CS复合材料)，然后将该复合材料经表面处理后与聚乳酸溶液(PLLA溶液)共混制备出羟基磷灰石含量在60wt％至67wt％的三元复合材料(HA/CS/PLLA复合材料)。

其中，三元复合材料中各组分的含量如下表1所示。

表1

请一并参阅图2(a)与图2(b)，其为羟基磷灰石含量分别为60wt％和67wt％的HA/CS/PLLA三元复合材料的透射电镜(TEM)照片。可以看出，在两种三元复合材料中尽管羟基磷灰石纳米纤维的含量高达60wt％以上，无机相仍然保持纳米级状态均匀分散在壳聚糖和聚乳酸复合基体中，没有发生明显团聚。同时在三元复合体系中，无机羟基磷灰石被壳聚糖和聚乳酸高分子基体紧密地包裹着，两相之间没有明显的界面分离。

请参阅图3，其为对HA/CS/PLLA复合材料进行力学抗压测试的应力应变曲线，从图中可以看出羟基磷灰石含量分别为60wt％和67wt％的HA/CS/PLLA三元复合材料的抗压强度都在160MPa左右，而且两种复合材料在压缩的过程中都出现明显的屈服，材料的断裂属于韧性断裂。

请参阅图4，其为羟基磷灰石含量分别为60wt％和67wt％的HA/CS/PLLA三元复合材料和纯聚乳酸在模拟体液中浸泡不同时间溶液的pH值变化情况。可以看出两种三元复合材料浸泡液的pH值随浸泡时间的变化幅度均较小，而PLA的降解导致溶液的pH值下降幅度较大。说明在三元复合材料中HA和CS的存在有效的缓解了PLA降解所导致的酸性，将有效避免体内炎症反应。

请一并参阅图5(a)至图5(d)，其为羟基磷灰石含量分别为60wt％和67wt％的HA/CS/PLLA三元复合材料和纯PLLA、HA的亲水接触角照片。PLLA和HA的接触角分别为90°(疏水)和5°(亲水)，而两种三元复合材料的水接触角分别为59°和62°，均具有合适的亲水性，这将有利于细胞的黏附和生长。

进一步说明，所述聚乳酸与所述壳聚糖之间通过物理交联方式结合；所述骨修复材料中含有60～67wt％的羟基磷灰石，7～17wt％的壳聚糖，16～33wt％的聚乳酸；所述羟基磷灰石为纤维状，所述纤维的长度为20～80nm、直径为2～4nm。

下面将以多个具体实施方式阐述上述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制作方法。

实施方式1

请参阅图7，制备的具体步骤如下：

首先从市场购得或用常规方法制得：

壳聚糖，聚乳酸(PLLA，分子量为200000)，醋酸，磷酸，氢氧化钙，透析袋，氢氧化钠，低分子量聚乳酸(分子量1500～3000)及1，4-二氧六环。

步骤S61，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出羟基磷灰石含量为90wt％的HA/CS纳米复合粉体。制备步骤见专利文献“纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法”(专利申请号：201010201272.X)。具体步骤为：

(1)先将壳聚糖溶于浓度为0.5wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为0.5wt％的壳聚糖溶液；再将其与浓度为2wt％的磷酸水溶液按照壳聚糖和磷酸的重量比为0.22∶1.176的比例混合均匀，得到混合液。接着，将混合液滴加至搅拌下、浓度为1wt％的氢氧化钙悬浊液中，其中，混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.22∶1.48；滴加完后继续剧烈搅拌2h。然后静置陈化6h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液。

(2)先将羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于透析袋中，再将透析袋置于浓度为1wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡20h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

(3)先对纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料加水洗涤至中性后干燥，即得HA/CS纳米复合粉体。

步骤S63，取1g上述制备好的HA/CS纳米复合粉体置于0.05g分子量为1500的低分子量聚乳酸的1，4-二氧六环溶液中，于50℃下搅拌1h进行表面处理。

步骤S65，将处理好的HA/CS纳米复合粉体加入到聚乳酸(PLLA)质量为0.5g、浓度为5wt％的1，4-二氧六环溶液中，于70℃共混2h。

步骤S67，固液分离即得HA/CS/PLLA复合材料。

其中，在所述纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料步骤中，还能包括如下步骤：

先将壳聚糖溶于浓度为0.5～1.5wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为1～3wt％的壳聚糖溶液；

将其涂敷于透析袋表面，晾干后得到表面覆有壳聚糖半透膜的透析袋；

将所述羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于所述表面覆有壳聚糖半透膜的透析袋中；以及

再将该透析袋置于浓度为1～2.9wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡8～24h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

进一步说明，在本实施方式中，所述壳聚糖溶液用旋涂或喷涂或浸渍方法涂敷于透析袋表面；所述晾干为自然晾干；所述干燥为置于40～80℃温度下干燥；所述继续搅拌为剧烈搅拌。

实施方式2

请参阅图7，制备的具体步骤如下：

步骤S71，步骤1，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出羟基磷灰石含量为80wt％的HA/CS纳米复合粉体。制备步骤见专利文献“纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法”(专利申请号：201010201272.X)。具体步骤为：

(1)先将壳聚糖溶于浓度为1wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为2wt％的壳聚糖溶液；再将其与浓度为3wt％的磷酸水溶液按照壳聚糖和磷酸的重量比为0.5∶1.176的比例混合均匀，得到混合液。接着，将混合液滴加至搅拌下、浓度为1wt％的氢氧化钙悬浊液中，其中，混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.5∶1.48；滴加完后继续剧烈搅拌2.5h。然后静置陈化8h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液。

(2)先将羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于透析袋中，再将透析袋置于浓度为2.5wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡24h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

步骤S73，取1g上述制备好的HA/CS纳米复合粉体置于0.04g分子量为2000的低分子量聚乳酸的1，4-二氧六环溶液中，于40℃下搅拌1.5h进行表面处理。

步骤S75，将处理好的HA/CS纳米复合粉体加入到聚乳酸(PLLA)质量为0.2g、浓度为3wt％的1，4-二氧六环溶液中，于90℃共混1h。

步骤S77，固液分离即得HA/CS/PLLA复合材料。

实施方式3

请参阅图8，制备的具体步骤如下：

步骤S81，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出羟基磷灰石含量为90wt％的HA/CS纳米复合粉体。制备步骤见专利文献“纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法”(专利申请号：201010201272.X)。具体步骤为：

(1)先将壳聚糖溶于浓度为1wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为1wt％的壳聚糖溶液；再将其与浓度为6wt％的磷酸水溶液按照壳聚糖和磷酸的重量比为0.22∶1.176的比例混合均匀，得到混合液。接着，将混合液滴加至搅拌下、浓度为2wt％的氢氧化钙悬浊液中，其中，混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.22∶1.48；滴加完后继续剧烈搅拌3h。然后静置陈化15h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液。

(2)先将羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于透析袋中，再将透析袋置于浓度为2.9wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡15h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

步骤S83，取1g上述制备好的HA/CS纳米复合粉体置于0.03g分子量为2500的低分子量聚乳酸的1，4-二氧六环溶液中，于60℃下搅拌1h进行表面处理。

步骤S85，将处理好的HA/CS纳米复合粉体加入到聚乳酸(PLLA)质量为0.5g、浓度为7wt％的1，4-二氧六环溶液中，于80℃共混1.5h。

步骤S87，固液分离即得HA/CS/PLLA复合材料。

实施方式4

请参阅图9，制备的具体步骤如下：

步骤S91，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出羟基磷灰石含量为80wt％的HA/CS纳米复合粉体。制备步骤见专利文献“纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法”(专利申请号：201010201272.X)。具体步骤为：

(1)先将壳聚糖溶于浓度为1.5wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为1.5wt％的壳聚糖溶液；再将其与浓度为7wt％的磷酸水溶液按照壳聚糖和磷酸的重量比为0.5∶1.176的比例混合均匀，得到混合液。接着，将混合液滴加至搅拌下、浓度为1wt％的氢氧化钙悬浊液中，其中，混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.5∶1.48；滴加完后继续剧烈搅拌2h。然后静置陈化10h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液。

(2)先将羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于透析袋中，再将透析袋置于浓度为2wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡10h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

(3)先对纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料加水洗涤至中性后干燥，其中，干燥为将其置于40℃下干燥即得HA/CS纳米复合粉体。

步骤S93，取1g上述制备好的羟基磷灰石含量为80wt％的HA/CS纳米复合粉体置于0.05g、分子量为2000的低分子量聚乳酸的1，4-二氧六环溶液中，于40℃下搅拌1.5h进行表面处理。

步骤S95，将处理好的HA/CS纳米复合粉体加入到聚乳酸(PLLA)质量为0.2g、浓度为4wt％的1，4-二氧六环溶液中，于70℃共混2h。

步骤S97，固液分离即得HA/CS/PLLA复合材料。

实施方式5

请参阅图10，制备的具体步骤如下：

步骤S101，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出羟基磷灰石含量为90wt％的HA/CS纳米复合粉体。制备步骤见专利文献“纤维状纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料及其制备方法”(专利申请号：201010201272.X)。具体步骤为：

(1)先将壳聚糖溶于浓度为1wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为2wt％的壳聚糖溶液；再将其与浓度为9wt％的磷酸水溶液按照壳聚糖和磷酸的重量比为0.22∶1.176的比例混合均匀，得到混合液。接着，将混合液滴加至搅拌下、浓度为3wt％的氢氧化钙悬浊液中，其中，混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.22∶1.48；滴加完后继续剧烈搅拌3h。然后静置陈化24h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液。

(2)先将羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于透析袋中，再将透析袋置于浓度为1wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡8h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料。

步骤S103，取1g上述制备好的HA/CS纳米复合粉体置于0.03g分子量为3000的低分子量聚乳酸的1，4-二氧六环溶液中，于60℃下搅拌0.5h进行表面处理。

步骤S105，将处理好的HA/CS纳米复合粉体加入到聚乳酸(PLLA)质量为0.5g、浓度为5wt％的1，4-二氧六环溶液中，于80℃共混2h。

步骤S107，固液分离即得HA/CS/PLLA复合材料。

本发明提供的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料及制备方法，有益效果在于：其一，对制得的产物分别使用透射电镜和X射线衍射仪进行表征，由其结果可知，产物由壳聚糖中化学键合的羟基磷灰石以及包覆在二者外部的聚乳酸构成，其中，所述骨修复材料中含有60～67wt％的羟基磷灰石，7～17wt％的壳聚糖，16～33wt％的聚乳酸。羟基磷灰石的长度为20～80nm、直径为2～4nm，在复合材料中分布均匀，无明显团聚现象发生。至于羟基磷灰石的长度为20～80nm、直径为1～3nm，两者间的长径比为7～80的确定，则是基于大量的实验而摸索出的除满足产物中羟基磷灰石的比例达到60～67wt％之外，还应使产物的抗压强度足以满足实用的要求；其二，对制得的产物进行力学测试，由其结果可知，产物的抗压强度高达160MPa左右。这完全满足了人体承重骨修复方面的要求，其不仅适用于儿童和老人，对青壮年人也完全适合；其三，采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出HA/CS纳米复合粉体，制备方法科学、有效，既解决了当产物中的羟基磷灰石的比例较高时极易团聚的难题，又控制住了羟基磷灰石的形貌为纤维状。另外，本发明通过聚乳酸的疏水作用缓冲壳聚糖的吸水性，有效的保证了骨修复材料在生理环境下的力学性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料，包括化学键合的羟基磷灰石和壳聚糖，其特征在于：所述羟基磷灰石和所述壳聚糖外复合有聚乳酸；所述聚乳酸与所述壳聚糖之间通过物理交联方式结合；所述骨修复材料中含有60～67wt％的羟基磷灰石，7～17wt％的壳聚糖，16～33wt％的聚乳酸；所述羟基磷灰石为纤维状，所述纤维的长度为20～80nm、直径为2～4nm。

2.一种如权利要求1所述的羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

提供羟基磷灰石含量为80wt％～90wt％的HA/CS纳米复合粉体；

将制备好的纤维状羟基磷灰石/壳聚糖纳米复合材料粉体用分子量为1500～3000的低分子量聚乳酸进行表面处理，将所述复合粉体置于用量为该复合粉体质量2～5wt％的低分子量聚乳酸1，4-二氧六环溶液中，在40～60℃温度下搅拌0.5～1.5h；

将所述经过表面处理的复合粉体置于浓度为3～7wt％的聚乳酸1，4-二氧六环溶液中于70～90℃下共混1～2h；

固液分离即得纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料。

3.根据权利要求2所述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其特征在于：所述羟基磷灰石含量为80wt％～90wt％的HA/CS纳米复合粉体采用原位复合法以Ca(OH)₂、H₃PO₄和CS为原料制备出，其包括如下步骤：

先将壳聚糖溶于浓度为0.5～1.5wt％的醋酸水溶液中，得到浓度为0.5～2wt％的壳聚糖溶液，再将其与浓度为2～9wt％的磷酸水溶液按壳聚糖与磷酸重量比为0.22～0.5∶1.176的比例混合均匀，并将其在搅拌下滴加至浓度为1～3wt％的氢氧化钙悬浊液中，得到混合液，所述混合液中的壳聚糖与氢氧化钙的重量比为0.22～0.5∶1.48，滴加完后继续搅拌2～3h，然后静置陈化6～24h，得到羟基磷灰石/壳聚糖前驱液；

先将所述羟基磷灰石/壳聚糖前驱液置于置于透析袋中，再将该透析袋置于浓度为1～2.9wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡8～24h，得到纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料；

先对所述纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料加水洗涤或用水透析漂洗、过滤至中性后干燥，即制得纤维状羟基磷灰石/壳聚糖纳米复合材料粉体。

4.根据权利要求2所述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其特征在于：所述干燥为置于40～80℃温度下干燥。

5.根据权利要求3所述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其特征在于：在所述纤维状羟基磷灰石/壳聚糖复合浆料步骤中，还包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖溶液用旋涂或喷涂或浸渍方法涂敷于透析袋表面。

7.根据权利要求5所述羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料的制备方法，其特征在于：所述晾干为自然晾干。