CN104307048B - 可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物及制备方法 - Google Patents

Abstract

可控降解多元氨基酸共聚物‑有机钙/磷盐填充型复合骨植入物及制备方法。该复合骨植入物由多元氨基酸的共聚物和医学中可以接受的有机钙/磷盐成分组成，所述有机钙/磷盐为复合材料总质量的20~90%；多元氨基酸的共聚物由ε‑氨基己酸与至少两种其它氨基酸聚合而成，其中ε‑氨基己酸至少为氨基酸共聚物总摩尔量的50%，各其它氨基酸的量分别至少为氨基酸共聚物总摩尔量的0.5%。该复合骨植入物能更适合人体自然骨的愈合修复周期，降解后的浸泡液pH值为6.5‑7.5之间，对局部生理环境影响小，不会引起刺激反应，有利于细胞生长和组织修复。

Description

可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物及制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于骨组织缺损修复的可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物，以及其制备方法。

背景技术

骨愈合临床研究和计算机模拟分析表明，骨愈合是一个连续不断的过程。一般来说可分为三期：血肿机化期、原始骨痂形成期和骨痂改造期，愈合周期约需要三个月左右时间，要完全恢复骨或关节生理功能则需要半年或更长时间。此外，骨愈合周期还受到如年龄、身体健康状况、骨折部位、是否感染及治疗方法等很多因素的影响。因此，对于骨修复材料来说，其降解速率是否能够匹配生理骨愈合周期是决定其材料是否具有临床应用价值的关键。

用于临床骨组织修复的产品可有填充型和支撑型两类。填充型骨修复物多用于对创伤、肿瘤以及结核等挖出后的填充性植入；支撑型骨修复物则能提供基本力学支撑需求而用于对脊柱、四肢、头部等因病变或者外伤造成的骨缺损修复的植入物。

目前已广泛应用的骨修复材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨和人工骨材料等不同类型。其中自体骨、同种异体骨、异种骨等天然骨因来源受限、不可塑形以及生物安全性等问题，使其临床应用受到了很大限制。

除天然骨外，已用于临床骨组织修复的人工合成材料有包括硫酸钙、磷酸钙盐、生物玻璃等无机材料，以及有机高分子材料的骨填充材料。

可降解的无机材料虽具有优良的生物学性能，能引导骨组织生长，但其强度低，脆性大，多以涂层形式出现。同时，被植入体内后其还易形成弱酸性环境，不利于骨组织修复，或引起炎症反应（如硫酸钙）。另一方面，一些无机钙盐材料多数溶解性低，降解周期长，如具有高活性的羟基磷灰石的降解十分缓慢，能在体内持续10年以上，如此长的降解周期不利于新骨的长入；而一些溶解性高的无机钙盐，因降解过快也无法与自然骨生长速率相匹配，容易形成塌陷，如硫酸钙、无定形磷酸钙用于修复骨缺损的完全降解时间为45~72天，降解速度比自体骨快两倍多。

有机高分子材料可包括如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)和聚酰胺（PA）等。这些材料具有可设计性，可以针对目标产物设计分子链基团，材料的表面性能和降解性能都能进行相对应的加工，便于标准化和规模化生产。但由于多数高分子聚合物的亲水性差，生物相容性低，如PMMA、PCL等，而如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）等可降解的高分子材料，因属于是本体降解，其在体内的降解速率无法控制，易导致材料的崩塌，而且其降解产物呈酸性，对机体产生刺激、炎症反应等不利影响。

近来，模仿骨组织组成的复合骨植入物研究成为了骨修复材料的热点和重点。例如HA/PA（羟基磷灰石/聚酰胺）复合骨植入物、HA/PLA（羟基磷灰石/聚乳酸）复合骨植入物以及CS/PGA（/聚乙醇酸）复合骨植入物等，这些材料不仅保持了聚合物的机械性能和强度，同时可兼有钙/磷盐的生物活性。

虽然这些复合骨植入物在材料的力学性能方面取得了一定的成功，但仍然不够理想、如无机钙/磷盐在聚合物中的分散性不佳，降解速率和降解产物的问题仍然没有得到有效解决。因此，面对临床上如此庞大的需求量，急需一种可控降解型高活性的复合骨植入物，使其降解速率与骨组织愈合修复周期相匹配，而且降解周期可以灵活调控来满足临床上不同的需求，并且降解产物不会对机体产生刺激等副反应，同时能够刺激骨细胞增殖分化促进骨愈合过程，从而达到骨修复协同作用。

发明内容

针对上述情况，本发明提供了一种可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物，并进一步提供了其制备方法。可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物

本发明的可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物，是由多元氨基酸的共聚物和医学中可以接受的有机钙/磷盐成分组成，所述有机钙/磷盐为复合材料总质量的20~90%，优选比例为40~70%；所述多元氨基酸的共聚物由ε-氨基己酸与至少两种、优选为与3种其它氨基酸聚合而成，其中ε-氨基己酸至少为氨基酸共聚物总摩尔量的50%，各其它氨基酸的量分别至少为氨基酸共聚物总摩尔量的0.5%。

本发明上述复合骨植入物中所述的由ε-氨基己酸与其它氨基酸形成的多元氨基酸聚合物，可以参照包括本申请人已获得专利的公开号CN101342383A（“聚合物形式的组织修复材料及制备方法”）等已有报道/使用的方式制备得到。其中，所述的其它氨基酸可以选自甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、精氨酸、丝氨酸、酪氨酸、苏氨酸、亮氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸、γ-氨基丁酸等多种氨基酸，其中优选的是人体可接受或存在的弱碱性氨基酸或中性氨基酸。所述的这些其它氨基酸，特别是如苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸以及羟脯氨酸等带有刚性分子基团的氨基酸的加入，一方面可更大程度降低聚ε-氨基己酸分子链的规整性提高降解速率，同时还可以赋予多元氨基酸共聚物一定的机械强度；另一方面，多元氨基酸共聚物降解产物为小分子寡肽或氨基酸单体，无毒、无刺激，生物安全性高。该聚合物本身的降解速率可以通过改变氨基酸组成/配比以及聚合反应时间和温度进行灵活调控，从而影响复合骨植入物整体的降解速率。

上述复合骨植入物中所述的医学中可以接受的有机钙/磷盐，除单一使用同时含有钙、磷元素的盐外，优选采用由包括甘油磷酸钙、果糖二磷酸钙、肌醇六磷酸钙中的至少一种含磷钙盐，与包括柠檬酸钙、乳酸钙、月桂酸钙、油酸钙、棕榈酸钙、水杨酸钙、硬脂酸钙、琥珀酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、D-蔗糖酸钙、L-苏糖酸钙、维生素C钙、酒石酸钙、甘油酸钙中的至少一种非含磷的钙盐混合组成，其优点是可以更方便地使所述有机钙/磷盐中的Ca/P元素总摩尔比实现接近人体正常骨的(1.5~1.67)/1的形式。

有机钙盐不仅溶解度高，而且多数有机钙盐溶液的pH值呈中性，不会引起周围生理环境酸碱度强烈变化，同时有机钙盐能增加骨钙量、骨密度和骨强度，能逆转动物的负钙平衡。钙的被动吸收量与摄入量成正比，摄入越多，吸收越多。借分子被动扩散方式进入血浆中的钙以小分子形式存在，增加了血总钙浓度，使总钙中小分子形式的钙所占的比例增大，即相对延长了进入血浆中钙代谢时间，血中分子态钙盐有适中的解离钙离子的能力，不仅延长了代谢时间，而且使血钙有充足的时间与骨钙等进行新陈代谢，故生物利用度高。特别是如柠檬酸钙、酒石酸钙以及琥珀酸钙等在补钙食品或药品中已广泛使用有机多元羧酸钙盐，可以有效补充钙源，同时可以增强肌肉细胞对营养的吸收利用，在体内具有多重吸收途径，通过内循可以形成不溶于水的沉积物形式充实骨骼钙库补充骨骼钙；又如硬脂酸钙、月桂酸钙以及油酸钙等具有脂肪酸链的长链有机钙盐，易被酸解成不同的脂肪酸以及相应的钙盐，不仅可以提供不同的不饱和或饱和的脂肪酸参与人体脂类代谢和蛋白质代谢循环，而且钙盐成分的溶解性高、吸收利用度高。此外，医药中常见的如葡萄糖酸钙、D-蔗糖酸钙以及L-苏糖酸钙等带有碳环结构的有机钙盐类，也是食品添加剂中常用的钙强化剂与营养剂、缓冲剂、固化剂、鳌合剂，可降低毛细血管渗透性，增加致密度，维持神经与肌肉的正常兴奋性，加强心肌收缩力，并可助于骨质形成。

有机磷盐在骨的发育与成熟过程中既参与钙磷的平衡调控，也参与糖、脂类及氨基酸的代谢，调节酸碱平衡，并参与骨骼和牙齿的组成。除构成生物膜外，还参与细胞膜对蛋白质的识别和信号传导（如卵磷脂、脑磷脂以及磷脂酰甘油等）。有机磷成盐化合物主要有环磷酸盐类，如果糖二磷酸钙、肌醇六磷酸钙以及葡萄糖一磷酸钙等。这些有机磷酸盐多数为葡萄糖代谢过程中的中间产物，可作用于细胞膜，增加细胞内高能磷酸键和三磷酸腺苷的浓度，从而促进钾离子内流，恢复细胞静息状态，增加红细胞内二磷酸甘油酸的含量，抑制氧自由基和组织胺释放，改善细胞功能作用。

研究已经证实，上述的有机钙/磷盐无毒性，且生物相容性良好，并已广泛用于医药、食品等行业，使用后可以起到补充钙/磷的生理功能。由于有机钙/磷盐诸多优势，且利用不同有机钙/磷盐溶解性的差异，可以灵活调控材料降解周期。

骨是由骨盐、骨基质和骨细胞等部分组成。骨盐可增加骨的硬度，骨基质决定骨的形状和韧性，骨细胞则在骨的代谢中起到主导作用。为了模拟自然骨有机/无机的组成，上述复合骨植入物中所述医学中可以接受的有机钙/磷盐采用由含磷与不含磷的有机钙盐混合，可以更方便地实现使其Ca/P元素的总摩尔比达到更接近人体正常骨Ca/P元素比例的（1.5~1.67）/1；而上述的多元氨基酸共聚物则可具有类似人体骨基质蛋白的化学结构，从而使本发明上述形式的复合骨植入物能具有良好的生物力学性能和相容性，并通过有机钙/磷成分赋予了其能具有更高的生物活性。在此基础上通过改变在复合骨植入物中钙/磷盐在总量中所占的比例，和/或钙/磷盐中Ca/P元素的摩尔比例，都可以实现调控复合骨植入物的降解速率的目的。试验结果显示，有机钙/磷盐的量为复合骨植入物总质量40~70%时的复合骨植入物，可以有更为理想的降解周期以及pH值变化，其在体外模拟体液中的失重可控制在8-30周内，更符合人体自然骨愈合修复周期，而且降解后的浸泡液pH值为6.5-7.5之间，对局部生理环境影响小，不会引起刺激反应，最有利于细胞生长和组织修复。

对上述可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物的制备，基本过程是在惰性气体保护下，将上述比例量的有机钙/磷盐及ε-氨基己酸和其它氨基酸成分用水混合溶解，再于150~200℃脱水后，继续升温至200~260℃进行原位聚合反应，得到所述的可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物材料。

在上述基本制备方法的基础上，进一步的优选方式，是分两阶段进行和完成所述的原位聚合反应，可以够获得更为理想的效果：脱水后先加热至200-210℃使反应物在熔融状态下反应1-3h，然后升温至210-260℃继续反应0.5-5h完成聚合反应，得到所述的复合骨植入物。提高反应温度和/或延长反应时间都可以增大复合材料的聚合程度和分子量，所得产物的降解速率也相应减慢，反之则可使产物的降解速率加快。此外，通过改变和调整ε-氨基己酸与其它氨基酸的配料比例，不仅可以调节多元氨基酸共聚物的性能及降解周期，而且可以调节降解环境pH值变化。

而且含结晶水的有机钙/磷盐在加工过程中还可以由自发泡形成多孔表面，同时复合骨植入物中有机钙/磷盐的溶解也会形成微孔大大增加复合骨植入物表面积加速其降解速率，促进骨缺损愈合的生长因子释放速度与人体骨组织自主修复速度匹配，有利于骨缺损的快速修复。

对用于填充型的骨植入物而言，本发明上述的复合骨植入物可以进一步粉碎成粒径为0.3~5mm的颗粒，或者加工成直径为5~8mm(长度可视需要而定，通常可为5~50mm)的棒材或是(10~50mm)×(3~15mm)×(3~10mm)的块材等适当形式，以适应临床的不同实际需要。

参照YY/T 0474-2004行业标准中规定的方法，对本发明上述的复合骨植入物（材料）采用体外模拟体液浸泡进行降解速率试验，浸泡液采用SBF溶液，每个时间点取出样品烘干至恒重测其质量损失率。试验结果表明，本发明的复合骨植入物完全失重可在4~60周的很宽范围内根据需要进行调控，完全能够适应和满足临床骨修复的需要。对降解产物的定量定性分析表明，其主要为寡肽或氨基酸小分子，生物安全性高。而且，随着复合骨植入物中钙磷离子不断释放，浸泡液中钙磷离子持续累计能够刺激骨细胞增殖分化促进骨愈合进程。经细胞培养发现，在细胞培养过程中，本发明的复合骨植入物相比于单一形式的多元氨基酸共聚物和/或现已有报道采用无机钙/磷盐与多元氨基酸共聚物的复合骨修复材料，具有显著的细胞增殖活性。因此，本发明上述的可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物，是一类具有可控的降解周期、并具有良好诱导骨生成活性的填充型骨修复材料。

以下通过实施例的具体实施方式再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

实施例 1

分别取ε-氨基己酸、丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各86.5g、4.5g、3g、5g、25.7g、63.02g、103.94g 加入500ml三颈瓶中，用130ml蒸馏水使其溶解混合，在氮气保护下搅拌升温至150℃~200℃进行脱水后，继续升温至200~210℃使其成熔融状进行预聚合反应2小时，然后再升温至220℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料265g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.67。

将该柠檬酸钙-甘油磷酸钙-多元氨基酸复合骨植入物进行体外模拟体液浸泡实验以及其提取液培养L929成纤维细胞实验，以相同工艺制备采用无机钙/磷盐的硫酸钙-磷酸氢钙-多元氨基酸共聚物复合材料为对照。浸泡一周后试验样降解液中钙离子的浓度为对照样的3.2倍，磷离子浓度为对照样的2.4倍。模拟体液中浸泡24周，试验样前4周失重48%，12周失重65%，24周失重88%，在降解过程中pH保持6.7-7.3。而对比样24周失重率仅48%，相同制备工艺条件下对比样降解周期较长。

用本发明该试验样提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为124%，毒性为0级。而对比样的细胞增值率仅为106%，细胞活性较低。

实施例 2

分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各98.25g、3g、5g、21.7g、53.50g、118.24g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使其溶解混合，在氮气保护下搅拌逐温至150℃~200℃进行脱水后，继续升温至210℃使其成熔融状进行预聚合反应2小时，然后继续升温至220~230℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料275g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.50。

将该柠檬酸钙-甘油磷酸钙-多元氨基酸复合骨植入物进行体外模拟体液浸泡实验以及其提取液培养L929成纤维细胞实验，以相同工艺制备的磷酸三钙-多元氨基酸共聚物复合材料为对照。浸泡一周后试验样降解液中钙离子的浓度为对照样的6.9倍，磷离子浓度为对照样的4.7倍。模拟体液中浸泡24周，试验样前4周失重36%，12周失重58%，24周失重73%，在降解过程中pH保持6.6-7.4。而对比样24周失重率仅31%，相同制备工艺条件下对比样降解周期过长不利于新骨的长入。

用本发明该试验样提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为120%，毒性为0级。而对比样细胞增值率仅为101%，细胞活性较低。

实施例 3

分别取ε-氨基己酸、丙氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各86.5g、3g、7g、2g、4.6g、20.6g、58.55g、107.83g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌升温至150℃~200℃进行脱水后，继续升温至210±5℃使其熔融状进行预聚合反应2小时，然后继续升温至230±5℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料265g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.60。

将该柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物进行体外模拟体液浸泡实验以及其提取液培养L929成纤维细胞实验，以相同工艺制备的类骨磷灰石-多元氨基酸共聚物复合材料为对照。浸泡一周后试验样降解液中钙离子的浓度为对照样的5.3倍，磷离子浓度为对照样的2.5倍。模拟体液中浸泡24周，试验样前4周失重59%，12周失重87%，16周已完全失重，在降解过程中pH保持6.5-7.2。而对比样24周失重率仅26%，相同制备工艺条件下对比样降解周期过长不利于新骨的长入。

用本发明该试验样提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为131%，毒性为0级。而对比样细胞增值率仅为109%，细胞活性较低。

实施例 4

分别取分别取ε-氨基己酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各108g、3g、6g、7g、1g、6g、19.19g、31.66g 加入250ml三颈瓶中，加入70ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌升温至150℃~200℃进行脱水后，继续升温至210℃使其在熔融状进行预聚合反应2小时，然后再升温至220℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料161g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为30%，分析得Ca/P比为1.67。

将该有机钙磷盐-多元氨基酸共聚物复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重19%，12周失重30%，24周失重44%，在降解过程中pH保持6.8-7.5。

用本发明该复合骨植入物的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为118%，毒性为0级。

实施例 5

分别取ε-氨基己酸、丙氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸各105g、1.7g、3g、1.5g、6.9g、10g、43.40g、71.57g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌升温至150℃~200℃进行脱水后，继续升温至210±5℃使其在熔融状进行预聚合反应2小时，然后再升温至230~240℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料219g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为50%，分析得Ca/P比为1.67。

将该有机钙磷盐-多元氨基酸共聚物复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重39%，12周失重48%，24周失重61%，在降解过程中pH保持6.7-7.4。

用该的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为126%，毒性为0级。

实施例 6

分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、葡萄糖酸钙以及甘油磷酸钙各98.25g、3g、5g、21.27g、96.24g、67.26g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌逐步升温至150℃~200℃进行缓慢脱水后，继续升温至210℃使其在熔融状进行预聚合反应2小时，然后再升温至220±5℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得葡萄糖酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料263g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.67。

将该有机钙磷盐-多元氨基酸共聚物复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重63%，8周失重81%，11周已全部失重，在降解过程中pH保持7.0-7.5。

用该复合骨植入物的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为119%，毒性为0级。

实施例 7

分别取分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、酒石酸钙以及果糖二磷酸钙各98.25g、3g、5g、21.7g、38.35g、126.65g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌逐步升温至150℃~200℃进行缓慢脱水后，继续升温至210℃使其在熔融状进行预聚合反应2小时，然后再升温至220℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得酒石酸钙-果糖二磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料269g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.67。

将该有机钙磷盐-多元氨基酸共聚物复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重74%，9周即完全失重，在降解过程中pH保持6.7-7.1。

用该复合骨植入物的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为114%，毒性为0级。

实施例 8

分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各95g、3g、5g、24g、64.80g、106.87g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌逐步升温至150℃~200℃进行缓慢脱水后，继续升温至210±5℃使其在熔融状进行预聚合反应3小时，然后再升温至250℃反应2小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料272g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.67。

将该有机钙磷盐-多元氨基酸共聚物复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重20%，12周失重38%，24周失重43%，在降解过程中pH保持6.7-7.3。

用该的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为121%，毒性为0级。

实施例 9

分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各90g、3g、5g、28g、64.20g、105.89g 加入500ml三颈瓶中，加入130ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌逐步升温至150℃~200℃进行缓慢脱水后，继续升温至210℃使其在熔融状进行预聚合反应1小时，然后再升温至220±5℃反应0.5小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料272g。粉碎得直径为2-5mm的有机钙磷盐-多元氨基酸复合骨植入物。该复合骨植入物中钙磷盐含量为60%，分析得Ca/P比为1.67。

将该有机钙磷盐-多元氨基酸共聚物复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重78%，9周即完全失重，在降解过程中pH保持6.8-7.5。

用该的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为127%，毒性为0级。

实施例 10

分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、四水柠檬酸钙以及甘油磷酸钙各95g、3g、5g、24g、28.80g、47.50g 加入250ml三颈瓶中，加入70ml蒸馏水使溶解混合，在氮气保护下搅拌逐步升温至150℃~200℃进行缓慢脱水后，继续升温至210℃使其在熔融状进行预聚合反应2小时，然后继续升温至220℃反应1小时，在氮气保护下冷却至室温，得柠檬酸钙-甘油磷酸钙/多元氨基酸复合骨植入物材料182g。加工成Φ6mm×7mm的棒材和10mm×10mm×5mm的块材。该两种加工规格的复合骨植入物中钙磷盐含量为40%，分析得Ca/P比均为1.67。

将该Φ6mm×7mm的棒材复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重41%，12周失重63%，24周失重73%，在降解过程中pH保持6.7-7.1。

将该10mm×10mm×5mm的块材复合骨植入物在模拟体液中浸泡24周，前4周失重21%，12周失重37%，24周失重54%，在降解过程中pH保持6.6-7.5。

用该Φ6mm×7mm的棒材复合骨植入物的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为124%，毒性为0级。10mm×10mm×5mm的块材复合骨植入物的细胞增值率为120%，毒性为0级。

对比例 1

将二水硫酸钙粉末加工成Φ6mm×5mm的圆柱形颗粒，在模拟体液浸泡5周即完全失重，浸泡液的pH值保持6.1-6.8。由于降解周期过快，用于骨填充修复的硫酸钙材料容易塌陷，不利于骨组织生长愈合。

用该硫酸钙的提取液培养L929成纤维细胞72小时后，用MTT法计算，细胞增值率为91%，毒性为1级。细胞增值率较低，由于硫酸钙降解环境显酸性同时缺少磷元素的协同作用。

对比例 2

将磷酸三钙粉末加工成Φ6mm×5mm的圆柱形颗粒，在模拟体液中浸泡24周，前4周失重3%，12周失重8%，24周失重11%，在降解过程中pH保持7.2-7.5。降解周期过长不利于新骨的长入。

Claims (9)

1.可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物，其特征是由多元氨基酸的共聚物和医学中可以接受的有机钙/磷盐成分组成，所述有机钙/磷盐为复合材料总质量的20~90%；所述多元氨基酸的共聚物由ε-氨基己酸与至少两种其它氨基酸聚合而成，其中ε-氨基己酸至少为氨基酸共聚物总摩尔量的50%，各其它氨基酸的量分别至少为氨基酸共聚物总摩尔量的0.5%。

2.如权利要求1所述的复合骨植入物，其特征是所述有机钙/磷盐为复合材料总质量的40~70%。

3.如权利要求1所述的复合骨植入物，其特征是所述的多元氨基酸的共聚物由ε-氨基己酸与3种其它氨基酸聚合而成。

4.如权利要求1所述的复合骨植入物，其特征是所述的其它氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、精氨酸、丝氨酸、酪氨酸、苏氨酸、亮氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸、γ-氨基丁酸。

5.如权利要求1至4之一所述的复合骨植入物，其特征是所述医学中可以接受的有机钙/磷盐由包括甘油磷酸钙、果糖二磷酸钙、肌醇六磷酸钙中的至少一种含磷钙盐，与包括柠檬酸钙、乳酸钙、月桂酸钙、油酸钙、棕榈酸钙、水杨酸钙、硬脂酸钙、琥珀酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、D-蔗糖酸钙、L-苏糖酸钙、维生素C钙、酒石酸钙、甘油酸钙中的至少一种非含磷的钙盐混合组成。

6.如权利要求5所述的复合骨植入物，其特征是所述有机钙/磷盐中的钙/磷元素摩尔比为1.5~1.67。

7.权利要求1至6之一所述可控降解多元氨基酸共聚物-有机钙/磷盐填充型复合骨植入物的制备方法，其特征是在惰性气体保护下，将上述比例量的有机钙/磷盐及ε-氨基己酸和其它氨基酸成分用水混合，于150~200℃脱水后，再升温至200~260℃进行原位聚合反应得到。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征是所述原位聚合反应分两阶段进行，所述的混合物料脱水后先加热至200~210℃使反应物在熔融状态下预聚合反应1~3h，然后再升温至210~260℃继续反应0.5~5h完成聚合反应，得到所述的复合骨植入物。

9.如权利要求7或8所述的制备方法，其特征是将由原位聚合反应复合得到复合骨植入物粉碎成粒径为0.3~5mm的颗粒，或加工成直径为5~8mm的棒材或(10~50mm)×(3~15mm)×(3~10mm)的块材。