CN105854076A - 人工骨材料及其制备方法 - Google Patents

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全春兰
张帆
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Abstract

本发明公开了一种人工骨材料及其制备方法，人工骨材料包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石30～70份、硫酸钙10～40份、镁粉8～16份、海藻酸钠20～50份、氧化铝80～120份、硅酸二钙15～45份、聚左旋乳酸30～90份、磷酸二氢镁60～130份。其制备方法是：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在1800～2200℃条件下保温1～2h，然后加入羟基磷灰石，保温15～20min后退火，即可。本发明的抗弯强度和断裂韧性均较好，因为海藻酸钠的加入提高了本发明的抗弯能力和断裂韧性。

Description

人工骨材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种人工骨材料及其制备方法。
背景技术
在骨科领域,由于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损十分常见。目前常用的骨修复材料包括自体骨和金属假体。自体骨增加了患者的创伤和痛苦；金属假体存在松动、断裂等问题。因此,人工骨替代材料移植修复骨缺损成为医学重点。人工骨(Artificail Bone) 是指可以替代人体骨或者修复骨组织缺损的人工生物材料。当需替换关节或治疗骨断裂时，最理想的方式是通过组织再生功能实现骨的自身修复。然而在许多情形下，人体骨并不能实现自身修复，例如骨组织坏死，骨关节创伤，这时就需要人工骨的帮助，理想人工骨材料的研制是医学和生物材料科学领域的一个重要课题。
CN201510073869.3的中国专利申请公开了一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料及其制备方法。本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法包括的工艺步骤有：对预氧丝或/和碳纤维进行预处理、配制碳化硅混合物的有机浆料、将预氧丝或/和碳纤维与碳化硅混合物浆料进行混料处理、将纤混合浆料进行模压形成坯体、将坯体进行压力烧结处理、将短切碳纤维/碳化硅复合材料进行原位氧化处理。本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料具有低刚度、良好的生物活性，能与组织形成化学键合，具有与骨模量相当的生物相容性。但是该修复材料的抗弯强度和断裂韧性不理想。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种人工骨材料及其制备方法，抗弯强度和断裂韧性均衡。
本发明采用以下技术方案：
人工骨材料，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石30～70份、硫酸钙10～40份、镁粉8～16份、海藻酸钠20～50份、氧化铝80～120份、硅酸二钙15～45份、聚左旋乳酸30～90份、磷酸二氢镁60～130份。
作为优选，人工骨材料，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石50份、硫酸钙25份、镁粉12份、海藻酸钠35份、氧化铝100份、硅酸二钙30份、聚左旋乳酸60份、磷酸二氢镁95份。
作为优选，羟基磷灰石是纳米级羟基磷灰石。
上述人工骨材料的制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在1800～2200℃条件下保温1～2h，然后加入羟基磷灰石，保温15～20min后退火，即可。
作为优选，反应温度为2000℃。
有益效果
本发明的抗弯强度和断裂韧性分别达到686～689MPa和5.90～6.01MPa·m1/2，这可能是因为海藻酸钠的加入提高了本发明的抗弯能力和断裂韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
人工骨材料，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石30份、硫酸钙10份、镁粉8份、海藻酸钠20份、氧化铝80份、硅酸二钙15份、聚左旋乳酸30份、磷酸二氢镁60份。
羟基磷灰石是纳米级羟基磷灰石。
上述人工骨材料的制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在1800℃条件下保温1h，然后加入羟基磷灰石，保温15min后退火，即可。
实施例2
人工骨材料，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石70份、硫酸钙40份、镁粉16份、海藻酸钠50份、氧化铝120份、硅酸二钙45份、聚左旋乳酸90份、磷酸二氢镁130份。
羟基磷灰石是纳米级羟基磷灰石。
上述人工骨材料的制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在2200℃条件下保温2h，然后加入羟基磷灰石，保温20min后退火，即可。
实施例3
人工骨材料，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石50份、硫酸钙25份、镁粉12份、海藻酸钠35份、氧化铝100份、硅酸二钙30份、聚左旋乳酸60份、磷酸二氢镁95份。
羟基磷灰石是纳米级羟基磷灰石。
上述人工骨材料的制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在2000℃条件下保温1.5h，然后加入羟基磷灰石，保温17min后退火，即可。
实施例4
人工骨材料，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石50份、硫酸钙15份、镁粉10份、海藻酸钠40份、氧化铝100份、硅酸二钙15份、聚左旋乳酸60份、磷酸二氢镁100份。
羟基磷灰石是纳米级羟基磷灰石。
上述人工骨材料的制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在2200℃条件下保温1h，然后加入羟基磷灰石，保温20min后退火，即可。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：不加海藻酸钠。
性能测试
取实施例1～4和对比例1的人工骨材料，采用三点抗弯法和单边开口梁法分别测试抗弯强度和断裂韧性，结果见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
抗弯强度MPa 689 687 686 688 532
断裂韧性MPa·m1/2 6.01 6.00 5.90 5.95 3.21
结论：海藻酸钠的加入提高了本发明的抗弯能力，而且显著提高了本发明的断裂韧性，使得本发明的抗弯强度和断裂韧性分别达到686～689MPa和5.90～6.01MPa·m1/2，而不加海藻酸钠的抗弯强度和断裂韧性只有532MPa和3.21MPa·m1/2。

Claims (5)

1.人工骨材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石30～70份、硫酸钙10～40份、镁粉8～16份、海藻酸钠20～50份、氧化铝80～120份、硅酸二钙15～45份、聚左旋乳酸30～90份、磷酸二氢镁60～130份。
2.根据权利要求1所述的人工骨材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：羟基磷灰石50份、硫酸钙25份、镁粉12份、海藻酸钠35份、氧化铝100份、硅酸二钙30份、聚左旋乳酸60份、磷酸二氢镁95份。
3.根据权利要求1所述的人工骨材料，其特征在于，羟基磷灰石是纳米级羟基磷灰石。
4.基于权利要求1所述的人工骨材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将羟基磷灰石、硫酸钙、镁粉、海藻酸钠、氧化铝、硅酸二钙、聚左旋乳酸、磷酸二氢镁混合后研磨均匀得到混合料；将所述混合料在1800～2200℃条件下保温1～2h，然后加入羟基磷灰石，保温15～20min后退火，即可。
5.根据权利要求4所述的人工骨材料的制备方法，其特征在于，反应温度为2000℃。
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CN105013017A (zh) * 2014-04-21 2015-11-04 圆容生物医药无锡有限公司 一种微创骨科植入组合物

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