CN110152060A - 一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料及其制备方法，属于医学材料技术领域。本发明先将硫酸钙经汽热法制成α型半水硫酸钙，再用胆固醇与羧甲基半纤维素钠制得载药微球，将载药微球用硫酸铵梯度载药法将载药微球与药溶液混合制得载药粒子，最后将α型半水硫酸钙与载药粒子混合，并加入硫酸钙，聚烯丙胺盐酸盐溶液和经醛基化改性的葡萄糖，搅拌反应后，得应用于损伤修复的人工骨修复复合材料。本发明制备的应用于损伤修复的人工骨修复复合材料具有优异的抗压强度，且产品的韧性较好，降解率较低。

Description

一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及医学材料技术领域，具体是一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料及其制备方法。
背景技术
由于肿瘤、创伤、感染、畸形等原因造成的骨缺损，需要对缺损的部位进行充填和再生修复，以恢复其形态和功能。虽然自体骨移植能够提供新骨生长的支架，并且含有大量具有活性的成骨细胞，从而促进骨生成，但是在自体骨移植过程中，骨块内的成骨细胞不一定能够存活，所以临床效果不能完全有效。同时，自体骨移植存在骨量较少、二次创伤等缺点，临床应用受到很大限制。有学者报道在移植部位，8~39%的概率有并发感染、血肿、神经和尿路损伤、骨盘失稳、术后疼痛等。同种异体骨移植和异种骨移植由于受到受体免疫排斥反应的影响，生物相容性相对较差，因此使用比较局限。
随着生物材料科学与技术的发展，人工骨修复材料已经越来越多的应用在临床领域。目前，植入材料一般由钙磷基（如羟基磷灰石、磷酸三钙、磷酸氢钙）陶瓷和自固化材料、硫酸钙自固化材料、钙硅基材料（如生物活性玻璃、生物活性玻璃陶瓷）等。与其它人工植入材料相比，硫酸钙的临床应用最为悠久，硫酸钙作为一种生物相容性优良的骨缺损填充修复生物材料，硫酸钙拥有较好的理化和生物学性能。譬如，在移植部位能够提供大量的钙离子，抑制了该区域破骨细胞的活性，刺激成骨细胞的增殖和分化，促进类骨基质的合成。其次，硫酸钙在人体骨骼缺损内被吸收代谢速率较快而且完全，并较少出现炎症反应。目前硫酸钙已经应用于部分骨缺损的修复领域。
虽然硫酸钙具有理想生物材料的诸多优点，但是该材料的不足是降解速度过快。在骨缺损修复中，硫酸钙过快的被吸收和代谢，不仅造成其生物力学作用丧失，而且骨再生尚未完成，导致部分缺损孔隙仍然存在，造成不能实现缺损完全修复或者修复失败。因此，纯的硫酸钙自固化材料因其吸收过快的问题在临床中的应用受到制约。其次，硫酸钙的生物活性效应并没有得到广泛认同，仅仅为骨缺损区域提供钙离子并不能显著促进骨再生，尤其是在骨质疏松性骨损伤等病理性骨缺损修复问题。近年来，随着省材料学、组织学以及细胞生物学等学科的发展，不少学者发现通过微量元素掺入引入到人工骨修复材料的方法可以改善材料的生物学性能。微量元素锶作为一种细胞代谢过程的调节因子，在许多生物过程，包括细胞信号传导、核酸合成、骨重建等过程起到重要作用，并能调节骨骼内钙浓度和骨代谢，并显著降低骨质疏松病人骨折发生率的作用。体外实验也证实锶具有促进成骨细胞增殖和抑制破骨细胞活性的作用。中国发明专利200810301291.2公开了一种由α-半水硫酸钙与含锶的化合物机械混合研磨而成的复合物材料，试图用于骨损伤修复应用。这种材料尽管在一定程度上改善了硫酸钙自固化材料的生物活性，但是采用机械混合形成的复合物中各组分均一性、颗粒度控制以及硫酸钙的降解性均难以达到满意的效果。同时，硫酸钙骨水泥作为承重骨支架脆性较大，降解速率较快，作为载药系统时，初期的药物释放快，限制了它的应用。
根据现有专利技术、国内外文献报道来看，迫切需要探索一种降解速率慢，且脆性较小硫酸钙自固化材料，从而扩展改善硫酸钙材料的临床应用范围和效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：30~35份预处理硫酸钙，10~12份载药粒子，5~12份硫酸钙和35~45份聚烯丙胺盐酸盐溶液，载药粒子的加入可控制硫酸钙在生物体中的释放速率，从而防止药物在硫酸钙降解时快速释放，而加入的硫酸钙可作为预处理硫酸钙固化的催化剂。
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料还包括以下重量份数的原料组分：5~10份改性葡萄糖；改性葡萄糖的加入可在加入产品中后与产品中加入的聚烯丙胺盐酸盐形成共价键交联网络，从而在产品中形成骨架，降低硫酸钙的降解速率，同时降低产品的脆性。
作为优化，预处理硫酸钙是由硫酸钙经汽热法制备的α型半水硫酸钙。
作为优化，载药粒子中载药微球由胆固醇与羧甲基半纤维素钠制得，并采用硫酸铵梯度载药法将载药微球与药溶液混合制得载药粒子，所述药溶液可为质量分数为5%的强力霉素水溶液，浓度为5%的美满霉素水溶液或浓度为5%的环丙沙星水溶液中任意一种。
作为优化，改性葡萄糖由葡萄糖经碘酸钾氧化后制得。
作为优化，一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，12份载药粒子，8份硫酸钙，40份聚烯丙胺盐酸盐溶液和10份改性葡萄糖。
作为优化，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：
（1）将硫酸钙汽压处理后，干燥，过筛；
（2）将高碘酸钾与葡萄糖混合反应，提纯；
（3）将羧甲基半纤维素钠溶液与胆固醇溶液在催化剂条件下混合反应，过滤，洗涤，冷冻干燥；
（4）将步骤（3）所得物质于硫酸铵条件下与药溶液混合，超滤，冷冻干燥；
（5）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（4）所得物质混合，并加入硫酸钙，聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（2）所得物质，搅拌反应；
（6）对步骤（5）所得物质进行指标分析。
作为优化，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：
（1）将硫酸钙于温度为120~128℃，压力为0.15~0.20MPa的条件下，恒温恒压反应8~10h后，干燥，过100目筛；
（2）将葡萄糖与高碘酸钠按质量比10：1~12：1混合，并加入葡萄糖质量20~30倍的水，于氮气氛围下，搅拌反应后，得预处理葡萄糖溶液，将预处理葡萄糖溶液与质量分数为20%的氯化钡溶液按质量比1：2混合，搅拌反应后，去除滤饼，得预改性葡萄糖溶液，将预改性葡萄糖溶液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：2混合，搅拌反应后，过滤，得改性葡萄糖溶液，将改性葡萄糖溶液旋蒸浓缩；
（3）将对甲苯磺酸与二甲基亚砜按质量比1：50~1：55混合，并加入对甲苯磺酸质量1~2倍的羧甲基半纤维素钠，搅拌溶解，得羧甲基半纤维素钠溶液，将胆固醇与四氢呋喃按质量比1：5~1：8混合，并加入胆固醇质量20~30倍的羧甲基半纤维素钠溶液和胆固醇质量0.3~0.6倍的混合催化剂，搅拌反应后，得混合液，将混合液与无水乙醇按体积比1：3混合，过滤，得预处理混合液，将预处理混合液分别用85%的四氢呋喃水溶液，四氢呋喃和40%的乙醇溶液各洗涤3次后，冷冻干燥；
（4）将步骤（3）所得物质与浓度为0.2mol/L的硫酸铵溶液按质量比1：20~1：40混合，得羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液于浓度为1~3%的氯化钠溶液中透析24h后，得预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液与药溶液按体积比3：1混合，搅拌反应后，超滤，取超滤管中上层液，冷冻干燥；
（5）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（4）所得物质按质量比3：1~4：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.15~0.32倍的硫酸钙，步骤（1）所得物质质量1.5~1.8倍的质量分数为10%的聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（1）所得物质质量0.12~0.18倍的步骤（2）所得物质，并于温度为30~40℃，转速为300~350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（6）对步骤（5）所得物质进行指标分析。
作为优化，步骤（3）所述羧甲基半纤维素钠的制备方法为将半纤维素与氢氧化钠按质量比1：1混合，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合20min后，得半纤维素混合液，将半纤维素混合液与质量分数为50%的乙醇水溶液按质量比1：8~1：10混合，并加入半纤维素混合液质量0.8~1.0倍的氯乙酸钠，于温度为65℃，功率为300W的微波条件下，微博反应6h后，得预处理羧甲基半纤维素钠混合液，将预处理羧甲基半纤维素钠混合液分别用60%的乙醇水溶液和95%的乙醇水溶液各洗涤4次后，冷冻干燥，得羧甲基半纤维素钠。
作为优化，步骤（3）所述混合催化剂为将碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：1混合，得混合催化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明在制备应用于损伤修复的人工骨修复复合材料时加入由胆固醇和羧甲基半纤维素钠制备的载药粒子，首先，载药粒子中的羧甲基半纤维素钠中含有羧基，氨基和羟基，在加入产品中后，可吸附产品中的钙离子，从而使半水硫酸钙在固化时，围绕载药粒子固化，从而使固化后的半水硫酸钙具有较好的抗压强度，其次，由于羧甲基半纤维素钠的离子吸附性，从而看减缓产品的降解速率，从而使产品中载药粒子就有长效平缓的释药性；
（2）本发明在制备应用于损伤修复的人工骨修复复合材料时加入聚烯丙胺盐酸盐和改性葡萄糖，一方面，聚烯丙胺盐酸盐可在半水硫酸钙固化时将聚烯丙胺盐酸盐中的胺基质子化，从而可与改性葡萄糖中的醛基发生反应，从而在产品中形成由共价键连接的聚烯丙胺盐酸盐和改性葡萄糖交联网络，从而提高降低产品的脆性，并且在一定程度上，进一步减缓了产品的降解速率，另一方面，由于聚烯丙胺盐酸盐中的胺基在质子化后带有正电荷，从而可与载药粒子中的羧甲基半纤维素钠产生静电吸附，从而在产品内部形成复杂的交联网络，进而进一步降低产品的脆性，延缓产品的降解速率，再者，由于产品中加入的胆固醇，羧甲基半纤维素钠和改性葡萄糖都为可降解材料，可随着产品中半水硫酸钙的降解而降解，从而拓宽了产品的应用范围。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的各指标的测试方法如下：
力学性能：将各实施例所得应用于损伤修复的人工骨修复复合材料与对比例产品制备规格为Ф10×15 mm的复合材料，常温下干燥22天，用砂纸将试件两端打磨平整，置于万能材料试验机下，进行压缩实验，压缩速率为1mm/min，测试材料的压缩性能，并根据公式W=3.14×P×25×（L/1000）侧量产品的压缩断裂功，其中P为压强，L为产品断裂时压缩距离，压缩断裂功越大，韧性越好。
生物性能：通过细胞培养和生物相容性测试（MTT检测法）对各实施例所得应用于损伤修复的人工骨修复复合材料与对比例产品的生物学性能进行测试，测量3天后的细胞相对增殖率。
降解性：将各实施例所得应用于损伤修复的人工骨修复复合材料与对比例产品制备规格为Ф10×15 mm的复合材料，常温下干燥22天，用砂纸将试件两端打磨平整，放入10mL的离心管中，加入4mL去离子水，将离心管放入37℃的水浴摇床中降解2周后，测量力学性能。
实施例1：
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，12份载药粒子，8份硫酸钙，40份聚烯丙胺盐酸盐溶液和10份改性葡萄糖。
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将硫酸钙于温度为128℃，压力为0.2MPa的条件下，恒温恒压反应10h后，于100℃的条件下干燥2h后，过100目筛；
（2）将葡萄糖与高碘酸钠按质量比12：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入葡萄糖质量30倍的水，向烧瓶中以30~50mL/min的速率通入氮气，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，得预处理葡萄糖溶液，将预处理葡萄糖溶液与质量分数为20%的氯化钡溶液按质量比1：2混合，于温度为35℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应2h后，去除滤饼，得预改性葡萄糖溶液，将预改性葡萄糖溶液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：2混合，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下，搅拌反应2h后，过滤，得改性葡萄糖溶液，将改性葡萄糖溶液于温度为60℃，转速为140r/min，压力为500kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为2%；
（3）将对甲苯磺酸与二甲基亚砜按质量比1：55混合，并向对甲苯磺酸与二甲基亚砜的混合物中加入对甲苯磺酸质量2倍的羧甲基半纤维素钠，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌溶解3h，得羧甲基半纤维素钠溶液，将胆固醇与四氢呋喃按质量比1：8混合，并向胆固醇与四氢呋喃的混合物中加入胆固醇质量30倍的羧甲基半纤维素钠溶液和胆固醇质量 0.6倍的混合催化剂，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应6h后，得混合液，将混合液与无水乙醇按体积比1：3混合，过滤，得预处理混合液，将预处理混合液分别用85%的四氢呋喃水溶液，四氢呋喃和40%的乙醇溶液各洗涤3次后，冷冻干燥；
（4）将步骤（3）所得物质与浓度为0.2mol/L的硫酸铵溶液按质量比1：40混合，得羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液置于截留分子量为2kDa的透析袋中，于浓度为3%的氯化钠溶液中透析24h后，得预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液与药溶液按体积比3：1混合，于避光条件下放置24h后，超滤，取超滤管中上层液，冷冻干燥；
（5）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（4）所得物质按质量4：1混合于反应釜中，并向反应釜中加入步骤（1）所得物质质量0.32倍的硫酸钙，步骤（1）所得物质质量1.8倍的质量分数为10%的聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（1）所得物质质量0.18倍的步骤（2）所得物质，并于温度为40℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（6）对步骤（5）所得物质进行指标分析。
作为优化，步骤（3）所述羧甲基半纤维素钠的制备方法为将半纤维素与氢氧化钠按质量比1：1混合，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合20min后，得半纤维素混合液，将半纤维素混合液与质量分数为50%的乙醇水溶液按质量比1：10混合，并加入半纤维素混合液质量1倍的氯乙酸钠，于温度为65℃，功率为300W的微波条件下，微波反应6h后，得预处理羧甲基半纤维素钠混合液，将预处理羧甲基半纤维素钠混合液分别用60%的乙醇水溶液和95%的乙醇水溶液各洗涤4次后，冷冻干燥，得羧甲基半纤维素钠。
作为优化，步骤（3）所述混合催化剂为将碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：1混合，得混合催化剂。
实施例2：
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，12份载药粒子，8份硫酸钙和10份改性葡萄糖。
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将硫酸钙于温度为128℃，压力为0.2MPa的条件下，恒温恒压反应10h后，于100℃的条件下干燥2h后，过100目筛；
（2）将葡萄糖与高碘酸钠按质量比12：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入葡萄糖质量30倍的水，向烧瓶中以30~50mL/min的速率通入氮气，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，得预处理葡萄糖溶液，将预处理葡萄糖溶液与质量分数为20%的氯化钡溶液按质量比1：2混合，于温度为35℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应2h后，去除滤饼，得预改性葡萄糖溶液，将预改性葡萄糖溶液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：2混合，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下，搅拌反应2h后，过滤，得改性葡萄糖溶液，将改性葡萄糖溶液于温度为60℃，转速为140r/min，压力为500kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为2%；
（3）将对甲苯磺酸与二甲基亚砜按质量比1：55混合，并向对甲苯磺酸与二甲基亚砜的混合物中加入对甲苯磺酸质量2倍的羧甲基半纤维素钠，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌溶解3h，得羧甲基半纤维素钠溶液，将胆固醇与四氢呋喃按质量比1：8混合，并向胆固醇与四氢呋喃的混合物中加入胆固醇质量30倍的羧甲基半纤维素钠溶液和胆固醇质量 0.6倍的混合催化剂，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应6h后，得混合液，将混合液与无水乙醇按体积比1：3混合，过滤，得预处理混合液，将预处理混合液分别用85%的四氢呋喃水溶液，四氢呋喃和40%的乙醇溶液各洗涤3次后，冷冻干燥；
（4）将步骤（3）所得物质与浓度为0.2mol/L的硫酸铵溶液按质量比1：40混合，得羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液置于截留分子量为2kDa的透析袋中，于浓度为3%的氯化钠溶液中透析24h后，得预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液与药溶液按体积比3：1混合，于避光条件下放置24h后，超滤，取超滤管中上层液，冷冻干燥；
（5）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（4）所得物质按质量4：1混合于反应釜中，并向反应釜中加入步骤（1）所得物质质量0.32倍的硫酸钙和步骤（1）所得物质质量0.18倍的步骤（2）所得物质，并于温度为40℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（6）对步骤（5）所得物质进行指标分析。
作为优化，步骤（3）所述羧甲基半纤维素钠的制备方法为将半纤维素与氢氧化钠按质量比1：1混合，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合20min后，得半纤维素混合液，将半纤维素混合液与质量分数为50%的乙醇水溶液按质量比1：10混合，并加入半纤维素混合液质量1倍的氯乙酸钠，于温度为65℃，功率为300W的微波条件下，微波反应6h后，得预处理羧甲基半纤维素钠混合液，将预处理羧甲基半纤维素钠混合液分别用60%的乙醇水溶液和95%的乙醇水溶液各洗涤4次后，冷冻干燥，得羧甲基半纤维素钠。
作为优化，步骤（3）所述混合催化剂为将碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：1混合，得混合催化剂。
实施例3：
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，12份载药粒子，8份硫酸钙，40份聚烯丙胺盐酸盐溶液和10份葡萄糖。
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将硫酸钙于温度为128℃，压力为0.2MPa的条件下，恒温恒压反应10h后，于100℃的条件下干燥2h后，过100目筛；
（2）将对甲苯磺酸与二甲基亚砜按质量比1：55混合，并向对甲苯磺酸与二甲基亚砜的混合物中加入对甲苯磺酸质量2倍的羧甲基半纤维素钠，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌溶解3h，得羧甲基半纤维素钠溶液，将胆固醇与四氢呋喃按质量比1：8混合，并向胆固醇与四氢呋喃的混合物中加入胆固醇质量30倍的羧甲基半纤维素钠溶液和胆固醇质量 0.6倍的混合催化剂，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应6h后，得混合液，将混合液与无水乙醇按体积比1：3混合，过滤，得预处理混合液，将预处理混合液分别用85%的四氢呋喃水溶液，四氢呋喃和40%的乙醇溶液各洗涤3次后，冷冻干燥；
（3）将步骤（2）所得物质与浓度为0.2mol/L的硫酸铵溶液按质量比1：40混合，得羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液置于截留分子量为2kDa的透析袋中，于浓度为3%的氯化钠溶液中透析24h后，得预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液与药溶液按体积比3：1混合，于避光条件下放置24h后，超滤，取超滤管中上层液，冷冻干燥；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（3）所得物质按质量4：1混合于反应釜中，并向反应釜中加入步骤（1）所得物质质量0.32倍的硫酸钙，步骤（1）所得物质质量1.8倍的质量分数为10%的聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（1）所得物质质量0.18倍的葡萄糖，并于温度为40℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（5）对步骤（4）所得物质进行指标分析。
作为优化，步骤（2）所述羧甲基半纤维素钠的制备方法为将半纤维素与氢氧化钠按质量比1：1混合，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合20min后，得半纤维素混合液，将半纤维素混合液与质量分数为50%的乙醇水溶液按质量比1：10混合，并加入半纤维素混合液质量1倍的氯乙酸钠，于温度为65℃，功率为300W的微波条件下，微波反应6h后，得预处理羧甲基半纤维素钠混合液，将预处理羧甲基半纤维素钠混合液分别用60%的乙醇水溶液和95%的乙醇水溶液各洗涤4次后，冷冻干燥，得羧甲基半纤维素钠。
作为优化，步骤（2）所述混合催化剂为将碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：1混合，得混合催化剂。
实施例4：
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，8份硫酸钙，40份聚烯丙胺盐酸盐溶液和10份改性葡萄糖。
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将硫酸钙于温度为128℃，压力为0.2MPa的条件下，恒温恒压反应10h后，于100℃的条件下干燥2h后，过100目筛；
（2）将葡萄糖与高碘酸钠按质量比12：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入葡萄糖质量30倍的水，向烧瓶中以30~50mL/min的速率通入氮气，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，得预处理葡萄糖溶液，将预处理葡萄糖溶液与质量分数为20%的氯化钡溶液按质量比1：2混合，于温度为35℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应2h后，去除滤饼，得预改性葡萄糖溶液，将预改性葡萄糖溶液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：2混合，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下，搅拌反应2h后，过滤，得改性葡萄糖溶液，将改性葡萄糖溶液于温度为60℃，转速为140r/min，压力为500kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为2%；
（3）将步骤（1）所得物质加入于反应釜中，并向反应釜中加入步骤（1）所得物质质量0.32倍的硫酸钙，步骤（1）所得物质质量1.8倍的质量分数为10%的聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（1）所得物质质量0.18倍的步骤（2）所得物质，并于温度为40℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（4）对步骤（3）所得物质进行指标分析。
对比例：
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，8份硫酸钙和10份葡萄糖。
一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将硫酸钙于温度为128℃，压力为0.2MPa的条件下，恒温恒压反应10h后，于100℃的条件下干燥2h后，过100目筛；
（2）将步骤（1）所得物质加入于反应釜中，并向反应釜中加入步骤（1）所得物质质量0.32倍的硫酸钙和步骤（1）所得物质质量0.18倍的葡萄糖，并于温度为40℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（3）对步骤（2）所得物质进行指标分析。
效果例：
下表1给出了采用本发明实例1至4与对比例的应用于损伤修复的人工骨修复复合材料及其制备方法的指标分析结果。
表1
从表1中实例1与对比例的数据对比可发现，在产品中加入载药粒子，改性葡萄糖和聚烯丙胺盐酸盐溶液可有效提高产品的抗压强度和韧性，并且可提高产品使用后细胞增值率，提高产品的使用范围。从实施例1和实施例2的数据比较可发现，当产品中不加入聚烯丙胺盐酸盐溶液时，改性葡萄糖无法在产品中形成三维交联网络，同时改性葡萄糖液无法与载药粒子结合，从而无法在产品中形成支撑骨架，进而使产品的抗压强度和韧性显著下降；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，当产品中加入的葡萄糖未经过改性时，葡萄糖无法与聚烯丙胺盐酸盐形成交联，从而使产品的抗压强度和韧性下降，但是由于葡萄糖的存在可作为细胞的养分，从而提高产品使用后的细胞增殖率，从实施例1和实施例4的数据对比可发现，当产品中不加入载药粒子时，产品中存在一定空鼓，从而使产品的抗压强度和韧性严重下降。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：30~35份预处理硫酸钙，10~12份载药粒子，5~12份硫酸钙和35~45份聚烯丙胺盐酸盐溶液。
2.根据权利要求1所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料还包括以下重量份数的原料组分：5~10份改性葡萄糖。
3.根据权利要求2所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，所述预处理硫酸钙是由硫酸钙经汽热法制备的α型半水硫酸钙。
4.根据权利要求3所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，所述载药粒子中载药微球由胆固醇与羧甲基半纤维素钠制得，并采用硫酸铵梯度载药法将载药微球与药溶液混合制得载药粒子，所述药溶液可为质量分数为5%的强力霉素水溶液，浓度为5%的美满霉素水溶液或浓度为5%的环丙沙星水溶液中任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，所述改性葡萄糖由葡萄糖经碘酸钾氧化后制得。
6.根据权利要求5所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料主要包括以下重量份数的原料组分：35份预处理硫酸钙，12份载药粒子，8份硫酸钙，40份聚烯丙胺盐酸盐溶液和10份改性葡萄糖。
7.一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将硫酸钙汽压处理后，干燥，过筛；
（2）将高碘酸钾与葡萄糖混合反应，提纯；
（3）将羧甲基半纤维素钠溶液与胆固醇溶液在催化剂条件下混合反应，过滤，洗涤，冷冻干燥；
（4）将步骤（3）所得物质于硫酸铵条件下与药溶液混合，超滤，冷冻干燥；
（5）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（4）所得物质混合，并加入硫酸钙，聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（2）所得物质，搅拌反应；
（6）对步骤（5）所得物质进行指标分析。
8.根据权利要求7所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法，其特征在于，所述应用于损伤修复的人工骨修复复合材料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将硫酸钙于温度为120~128℃，压力为0.15~0.20MPa的条件下，恒温恒压反应8~10h后，干燥，过100目筛；
（2）将葡萄糖与高碘酸钠按质量比10：1~12：1混合，并加入葡萄糖质量20~30倍的水，于氮气氛围下，搅拌反应后，得预处理葡萄糖溶液，将预处理葡萄糖溶液与质量分数为20%的氯化钡溶液按质量比1：2混合，搅拌反应后，去除滤饼，得预改性葡萄糖溶液，将预改性葡萄糖溶液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：2混合，搅拌反应后，过滤，得改性葡萄糖溶液，将改性葡萄糖溶液旋蒸浓缩；
（3）将对甲苯磺酸与二甲基亚砜按质量比1：50~1：55混合，并加入对甲苯磺酸质量1~2倍的羧甲基半纤维素钠，搅拌溶解，得羧甲基半纤维素钠溶液，将胆固醇与四氢呋喃按质量比1：5~1：8混合，并加入胆固醇质量20~30倍的羧甲基半纤维素钠溶液和胆固醇质量0.3~0.6倍的混合催化剂，搅拌反应后，得混合液，将混合液与无水乙醇按体积比1：3混合，过滤，得预处理混合液，将预处理混合液分别用85%的四氢呋喃水溶液，四氢呋喃和40%的乙醇溶液各洗涤3次后，冷冻干燥；
（4）将步骤（3）所得物质与浓度为0.2mol/L的硫酸铵溶液按质量比1：20~1：40混合，得羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液于浓度为1~3%的氯化钠溶液中透析24h后，得预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液，将预处理羧甲基半纤维素钠/胆固醇溶液与药溶液按体积比3：1混合，搅拌反应后，超滤，取超滤管中上层液，冷冻干燥；
（5）将步骤（1）所得物质与步骤与步骤（4）所得物质按质量比3：1~4：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.15~0.32倍的硫酸钙，步骤（1）所得物质质量1.5~1.8倍的质量分数为10%的聚烯丙胺盐酸盐溶液和步骤（1）所得物质质量0.12~0.18倍的步骤（2）所得物质，并于温度为30~40℃，转速为300~350r/min的条件下搅拌反应2~3h；
（6）对步骤（5）所得物质进行指标分析。
9.根据权利要求8所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，步骤（3）所述羧甲基半纤维素钠的制备方法为将半纤维素与氢氧化钠按质量比1：1混合，于温度为30℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合20min后，得半纤维素混合液，将半纤维素混合液与质量分数为50%的乙醇水溶液按质量比1：8~1：10混合，并加入半纤维素混合液质量0.8~1.0倍的氯乙酸钠，于温度为65℃，功率为300W的微波条件下，微波反应6h后，得预处理羧甲基半纤维素钠混合液，将预处理羧甲基半纤维素钠混合液分别用60%的乙醇水溶液和95%的乙醇水溶液各洗涤4次后，冷冻干燥，得羧甲基半纤维素钠。
10.根据权利要求9所述的一种应用于损伤修复的人工骨修复复合材料，其特征在于，步骤（3）所述混合催化剂为将碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：1混合，得混合催化剂。
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