CN113289069A - 一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架及其制备方法，属于生物医用材料骨组织工程支架领域。本发明提供的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。支架具有良好的力学性能和孔隙率。聚乙二醇能改善支架的生物相容性，能促进细胞在支架中的迁移，从而加速骨生长。复合粉体能在骨修复期间稳定提供钙离子从而加速骨修复。复合粉体降解产物能与聚己内酯降解的弱酸性产物中和，从而稳定血液或体液中的PH值，减轻或避免骨组织工程支架植入人体引起的各种炎症。本发明制备的无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯/聚乙二醇复合多孔骨修复材料为骨组织工程支架材料领域提供一种可行有效的新材料，有利于扩展骨修复材料领域应用和发展。

Description

一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架及其制备方法，属于生物医用材料骨组织工程支架领域。
背景技术
近年来，随着生物技术和生物材料技术的发展，组织工程的研究和应用也取得了很大的进步。组织工程是将细胞在体外增殖，种植的细胞在支架上生长，支架为细胞的生长提供了三维空间，细胞在支架上吸收营养物质，生长到一定程度后移植到人体内。在支架不断降解的同时细胞继续增殖，最后受损组织得到修复。骨缺损是目前组织工程最活跃的研究领域之一，理想的骨组织工程的支架要求有：有良好的生物相容性，植入人体不会产生排斥反应；较高的孔隙率，能为细胞的生长黏附提供良好的环境；适宜的孔径大小，以便新骨的生长；一定的力学性能，最好能与所需要修复的骨相似；适宜的降解性，降解产物无毒无害，且降解速率最好与新骨生长速率相匹配。但是，目前的骨组织工程支架还有很多不足，如何提高支架的性能是研究人员关心的重点之一。
聚己内酯有良好的生物相容性和可降解性，且降解产物的绿色无毒，因此常常被用作生物材料，Kim等人在Chondrogenesis using mesenchymal stem cells and PCLscaffolds(KIM H J, LEE J H,IM G I.Chondrogenesis using mesenchymal stem cellsand PCL scaffolds[J].J Biomed Mater Res Part A,2010,92A(2):659-66.)中研究了以聚己内酯作为骨组织工程支架的体外可行性。聚己内酯能有效的促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化，这说明以聚己内酯为载体制备的支架有很好的生物相容性。但是，聚己内酯为疏水性材料，仅以聚己内酯为基体材料制备的骨组织工程支架亲水性一般，细胞无法更好地在支架中生长和黏附。因此通常将聚己内酯和其它材料共聚，从而改善骨组织工程支架的性能。
聚乙二醇有很好的亲水性，因此常被用作水凝胶、支架的原材料。Overby等人在Influence of Poly(Ethylene Glycol)End Groups on Poly(Ethylene Glycol)-AlbuminSystem Properties as a Potential Degradable Tissue Scaffold(OVERBY R J,FELDMAN D S.Influence of Poly(Ethylene Glycol)End Groups on Poly(EthyleneGlycol)-Albumin System Properties as a Potential Degradable Tissue Scaffold[J].Journal of functional biomaterials,2018,10(1).)中使用聚乙二醇作为原料，聚乙二醇官能团作为白蛋白体系的交联基团，构建了一个新的体系来作为潜在的组织支架。支架具有优异的性能，在溶胀实验中能在水环境中保持稳定一段时间并且可降解。 Park等人在In vitro and in vivo test of PEG/PCL-based hydrogel scaffold for celldelivery application(PARK J S,WOO D G,SUN B K,et al.In vitro and in vivo testof PEG/PCL-based hydrogel scaffold for cell delivery application[J].Journalof Controlled Release,2007,124(1-2): 51-9.)中使用了聚乙二醇和聚己内酯作为基体材料制备了水凝胶支架。在聚乙二醇和聚己内酯制备的水凝胶支架上培养的软骨细胞表达比聚己内酯制备的支架上明显。聚乙二醇和聚己内酯共聚制备的骨组织工程支架有更好的亲水性，能促进细胞在支架上的生长和黏附，从而促进骨再生。
当今临床应用中也常常将高分子聚合物与钙盐复合制备骨组织工程支架。聚己内酯和聚乙二醇作为基质材料，决定支架的结构和形态，同时作为钙盐的载体。钙盐能释放出钙离子，具有骨诱导和骨传导作用，能促进骨再生。同时，二者协同使得支架降解速率可调控，能与新骨再生速率相匹配。
无定型磷酸钙是羟基磷灰石的中间相，是一种远程有序，近程无序的非晶态物质，无定形磷酸钙在热力学上不稳定，因此能在体液环境下逐渐转化为羟基磷灰石。羟基磷灰石是人体骨骼的主要成分，释放的离子能正常参与血液循环，促进缺损骨的修复和重建。Chahal等人在Osteogenic potential of poly(ethylene glycol)-amorphous calciumphosphate composites on human mesenchymal stem cells(CHAHAL A S,SCHWEIKLE M,LIAN A M,et al.Osteogenic potential of poly(ethylene glycol)-amorphouscalcium phosphate composites on human mesenchymal stem cells[J].J Tissue Eng,2020,11(13.)中制备了一种组织工程支架。使用的原料为聚乙二醇和无定形磷酸钙，聚乙二醇水凝胶基质作为干细胞种植的模板，无定形磷酸钙提供机械完整性，无定形磷酸钙在支架中的缓慢降解至少持续21天，导致钙离子释放到细胞培养液中。定性地观察到在无定形磷酸钙支架存在的情况下，细胞外基质矿化程度越来越高，并伴有钙沉积。说明无定形磷酸钙能刺激成骨分化。
柠檬酸钙是一种有机钙盐，它的溶解度较高，能释放出Ca2+和C6H5O72-，对骨组织生长和修复有很大帮助，因此常常用作骨修复的材料。在骨缺损不大时，柠檬酸钙在骨再生早期阶段起到显著作用。Xiao Y F等人在Porous composite calcium citrate/polylactic acid materials with high mineralization activity andbiodegradability for bone repair tissue engineering(XIAO Y F, YANG Y N,LI JF,et al.Porous composite calcium citrate/polylactic acid materials with highmineralization activity and biodegradability for bone repair tissueengineering[J].Int J Polym Mater Polym Biomat,14.)中用溶剂挥发法制备了柠檬酸钙/聚乳酸复合多孔支架，结果表明，由于柠檬酸钙和聚乳酸有很好的界面相容性，柠檬酸能均匀分散在聚乳酸基体中，此外柠檬酸钙能改善多孔支架的亲水性。活体动物实验表明柠檬酸钙的引入有效地中和了聚乳酸降解引起的酸性环境，从而防止了酸性产物引起的局部炎症。组织正常，说明该材料无毒，生物相容性好。但是，由柠檬酸钙制备的复合多孔支架，存在力学性能较差，成型能力一般等缺点。
气体发泡法是制备多孔支架的方法之一，因其原理简单，无需大型设备而得到普遍使用。 Poursamar等人在Gelatin porous scaffolds fabricated using a modifiedgas foaming technique: Characterisation and cytotoxicity assessment(POURSAMARS A,HATAMI J,LEHNER A N,et al. Gelatin porous scaffolds fabricated using amodified gas foaming technique:Characterisation and cytotoxicity assessment[J].Materials Science&Engineering C-Materials for Biological Applications,2015,48(63-70.)中使用气体发泡法制备了多孔明胶支架，采用碳酸氢钠作为发泡剂，与明胶溶液一起加入模具中。在明胶浇注之后不久，在模具中加入了醋酸。乙酸与碳酸盐颗粒反应释放出CO2气体，诱导明胶泡沫的形成。实验结果表明，形成的多孔支架有很高的孔隙率，形成的孔有很好的连通性。但部分孔径过大从而减小了支架的机械性能。通过研究我们发现，单纯使用气体发泡法制备多孔支架，后期由于体系黏度过大，反应不完全，气体难以溢出，形成的孔结构不理想。因此需要对制备方法进行改良，以便得到更好的多孔支架性能。粒子沥滤法是一种简单的造孔方法，支架的孔隙率可以通过致孔剂与聚合物的比例调节,而孔隙的大小由致孔剂的几何尺寸控制。Liu Huaguo等人在Preparation of Poly(epsilon-caprolactone)Tissue Engineering Scaffold by Freeze-drying/Particle-leaching Method(HUAGUO L I U,YINGJUN W,CHENGYUN N,et al.Preparation of Poly(epsilon-caprolactone)Tissue Engineering Scaffold by Freeze-drying/Particle-leaching Method[J].Materials Review,2007,21(2):125-7,31.)中使用了粒子沥滤法制备了聚己内酯多孔支架，通过在聚合物中添加致孔剂，有效控制了孔径，再通过冷冻干燥法将粒子洗去。制备的聚己内酯支架具有孔隙率高，孔隙结构均匀、孔径可控等特点。但是当添加低体积分数的致孔颗粒时，形成的多孔支架上缺乏孔隙之间的连通性。通过以上研究我们发现，不管是气体发泡法或粒子沥滤法单独制备复合多孔支架存在很多无法解决的问题，通过将两者方法结合，制备的多孔支架能克服孔径过大、孔连通性差等缺点。
综述所述，本发明制备了一种复合多孔骨组织工程支架材料。基体材料使用的是有很好加工性能和降解性的聚己内酯和亲水性的聚乙二醇，复合粉体是无定形磷酸钙和柠檬酸钙。无定形磷酸钙在热力学上不稳定，因此能在体液环境下逐渐转化为羟基磷灰石，羟基磷灰石是骨修复和重建的重要材料。柠檬酸钙是有机钙盐，能很好地被人体吸收，另外柠檬酸钙在骨修复重建早期阶段起到重要作用。基体材料与复合粉体制备的多孔骨组织工程支架材料有显著优点。无定形磷酸钙和柠檬酸钙与基体材料有良好的亲和性，制备的复合多孔骨组织工程支架材料能致密结合，体现出良好的加工成型性能。复合粉体本身降解速率过快，通过与基体材料结合，能有效协调粉体的降解速率，从而与新骨生长和修复速率一致。另外聚己内酯虽然能在人体内降解，但自身降解过程中，会产生酸性的降解产物，容易使得体内局部PH 值发生波动从而引发炎症。通过与复合粉体复合，复合粉体与聚己内酯同时降解，复合粉体的降解产物偏碱性，能中和聚己内酯降解的PH值，从而稳定骨修复和新骨生长的PH环境，更好地促进骨修复生长。
本发明提供的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架通过结合粒子沥滤法和气体发泡法，制备的材料孔径均匀，孔隙率高，有利于细胞的生长和迁移。复合粉体能协调聚己内酯的降解速率，降解过程无明显PH波动，对人体无害。且在降解过程中能够持续释放钙离子，促进新生骨组织的生长，有很好的骨诱导性。且该复合多孔材料的抗压强度高，能暂时代替缺损骨。本发明制备了一种新型的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，属于复合多孔骨组织工程支架材料，扩展了骨修复材料领域应用和发展。
发明内容
本发明针对骨缺损的实际需求和骨组织工程的应用需要，提供一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。该复合材料由聚己内酯/聚乙二醇基体材料和无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉组成，无定型磷酸钙为磷灰石中间相，在人体体液环境下可转化为羟基磷灰石，柠檬酸钙为四水合柠檬酸钙，聚己内酯分子量为2000，聚乙二醇分子量为4000。以质量百分比计，无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉含量为0～40％，其余为基体材料含量。基体材料中，聚己内酯含量占比为30～70％。其中，本发明提供的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的孔隙率为57～61％。
本发明所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的制备方法，具体步骤如下：
(1)分别称量一定比例的聚己内酯和聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入一定量的二氯甲烷，反应在惰性气体环境下进行。将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为80℃～90℃，搅拌转速200～300r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好一定比例的无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的体系质量30～50％的氯化钠颗粒；
(5)待(4)所述的材料搅拌均匀后，加入六亚甲基二异氰酸酯、辛酸亚锡和2甲基-硅油；
(6)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(7)待溶剂挥发完毕，向三颈烧瓶中滴加体系质量2％的去离子水，混合均匀后，将其转移到提前准备好的模具中并置于100～120℃的烘箱中熟化，2～3小时后取出；
(8)将(7)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(9)将(8)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(10)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的制备方法。由于复合粉体与基体材料的高亲和性，材料间能致密结合，有很好的加工成型能力。复合多孔骨组织工程支架材料的降解速率与新骨形成速率一致，改善了聚己内酯降解缓慢或复合粉体降解过快等缺点，并且柠檬酸钙与聚己内酯在降解过程中PH恒定，避免了因局部PH波动而引起的无菌性炎症反应。另外在降解过程中，能持续释放出钙离子，营造了利于骨修复的生长环境。同时利用无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体与聚己内酯良好的亲和性，可以改善复合材料的机械强度，使得复合材料获得更加的力学性能。复合材料中的无定型磷酸钙在人体体液中能自发的转化为骨样磷灰石，以促进新生骨组织的生长，表现出骨诱导和骨传导性能。
因此，本发明提供的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，提供良好的力学性能，满足骨组织工程的要求，具有良好的生物相容性、适宜的生物降解性、无生物毒性、同时具有良好的骨传导性和骨诱导性；另外，通过控制氯化钠颗粒的大小和数量，可以控制孔径大小和孔隙率；还可以通过调节复合粉体与基体材料的比例可改善复合材料降解速度，以满足不同的临床要求。本发明制备的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架可用作骨修复组织工程支架材料等，适用于骨损伤修复医用材料领域，为生物医用材料骨组织工程支架领域提供一种可行有效的新的骨组织工程材料.。
附图说明：
图1为本发明实施例1的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的XRD图；
图2为本发明实施例2的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的SEM图；
图3为本发明实施例1-5的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的溶胀率柱状图；
图4为本发明实施例2-5的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架浸泡SBF模拟体液中 7天的矿化SEM图。
图5为本发明实施例1-5的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的接触角照片和柱状图。
具体实施方式：
下面将结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：
本实施例一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架由聚己内酯/聚乙二醇基体材料和无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉组成，以质量百分比计，复合粉的含量为0％，其余为基体材料，聚己内酯/聚乙二醇为50/50；其中无定型磷酸钙的Ga/P为1.5，柠檬酸钙为四水合柠檬酸钙，聚己内酯分子量为2000，聚乙二醇分子量为4000。具体步骤如下：
(1)分别称量20g聚己内酯和20g聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入50ml二氯甲烷，反应在惰性气体环境下进行。将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为80℃，搅拌转速200r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的20g的氯化钠颗粒；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入4.8ml六亚甲基二异氰酸酯、5滴辛酸亚锡和1 滴2甲基-硅油；
(5)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(6)待溶剂蒸发完毕，向三颈烧瓶中滴加1ml的去离子水，混合均匀后，将其转移到模具中并置于120℃的烘箱中继续熟化3小时；
(7)将(6)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(8)将(7)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(9)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯/聚二醇复合多孔骨组织工程支架材料。
利用电子密度天平进行孔隙率测定本实例中制备的无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯复合多孔骨组织工程支架材料的孔隙率为83％，密度为0.288g/cm3。
图1为本实例中制备的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的XRD谱图。
图3为制备的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的溶胀率柱状图，从图中可以看出，随着柠檬酸钙和无定形磷酸钙含量的增多，材料的溶胀率由427.1％减小为191.0％。这可能与复合粉体的掺杂对材料的溶胀起了阻碍作用有关系。
图5为制备的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的接触角照片和柱状图，测量仪器为接触角测量仪，测得的材料接触角为73.882°-46.027°，原因为亲水性的柠檬酸钙含量逐渐增多，导致接触角减小。
实施例2：
本实施例一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架由聚己内酯/聚乙二醇基体材料和无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉组成，以质量百分比计，复合粉的含量为10％，其余为基体材料，聚己内酯/聚乙二醇为50/50；其中无定型磷酸钙的Ga/P为1.5，柠檬酸钙为四水合柠檬酸钙，聚己内酯分子量为2000，聚乙二醇分子量为4000。具体步骤如下：
(1)分别称量20g聚己内酯和20g聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入50ml二氯甲烷，反应在惰性气体环境下进行。将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为80℃，搅拌转速200r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好4.4g无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的20g的氯化钠颗粒；
(5)待(4)所述的材料搅拌均匀后，加入4.8ml六亚甲基二异氰酸酯、5滴辛酸亚锡和1 滴2甲基-硅油；
(6)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(7)待溶剂蒸发完毕，向三颈烧瓶中滴加1ml的去离子水，混合均匀后，将其转移到模具中并置于120℃的烘箱中继续熟化3小时；
(8)将(7)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(9)将(8)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(10)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。
利用电子密度天平进行孔隙率测定本实例中制备的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的孔隙率为72％，密度为0.357g/cm3。
图2为本实例中制备的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的SEM图。从图中可以看出，材料的孔隙率较高，且孔的贯通性良好，大孔孔径为300-600um，小孔孔径为100-200um。
将制备的一种无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯复合多孔骨组织工程支架材料浸泡在 PH＝7.40的SBF模拟体液中在37±0.1℃生物摇床上以60r/min的速度摇动来模拟生物内矿化，经过7天后取样干燥后再通过扫描电子显微镜进行观察。图4即为本实例做制备的无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯/聚乙二醇多孔复合骨组织工程支架材料浸泡SBF模拟体液7天后的 SEM图片。通过图4可以看到，浸泡模拟体液后的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架表面观察到沉积物，沉积物为颗粒状。随着无定型磷酸钙和柠檬酸钙含量的增多，沉积物以块状的形式存在。
实施例3：
本实施例一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架由聚己内酯/聚乙二醇基体材料和无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉组成，以质量百分比计，复合粉的含量为20％，其余为基体材料，聚己内酯/聚乙二醇为50/50；其中无定型磷酸钙的Ga/P为1.5，柠檬酸钙为四水合柠檬酸钙，聚己内酯分子量为2000，聚乙二醇分子量为4000。具体步骤如下：
(1)分别称量20g聚己内酯和20g聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入50ml二氯甲烷，反应在惰性气体环境下进行。将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为90℃，搅拌转速200r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好10g无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的20g的氯化钠颗粒；
(5)待(4)所述的材料搅拌均匀后，加入4.8ml六亚甲基二异氰酸酯、5滴辛酸亚锡和1 滴2甲基-硅油；
(6)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(7)待溶剂蒸发完毕，向三颈烧瓶中滴加1ml的去离子水，混合均匀后，将其转移到模具中并置于120℃的烘箱中继续熟化3小时；
(8)将(7)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(9)将(8)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(10)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。
利用电子密度天平进行孔隙率测定本实例中制备的无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯复合多孔骨组织工程支架材料的孔隙率为70％，密度为0.382g/cm3。
实施例4：
本实施例一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架由聚己内酯/聚乙二醇基体材料和无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉组成，以质量百分比计，复合粉的含量为30％，其余为基体材料，聚己内酯/聚乙二醇为50/50；其中无定型磷酸钙的Ga/P为1.5，柠檬酸钙为四水合柠檬酸钙，聚己内酯分子量为2000，聚乙二醇分子量为4000。具体步骤如下：
(1)分别称量20g聚己内酯和20g聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入60ml二氯甲烷，反应在惰性气体环境下进行。将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为90℃，搅拌转速250r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好16.7g无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的20g的氯化钠颗粒；
(5)待(4)所述的材料搅拌均匀后，加入4.8ml六亚甲基二异氰酸酯、5滴辛酸亚锡和1 滴2甲基-硅油；
(6)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(7)待溶剂蒸发完毕，向三颈烧瓶中滴加1ml的去离子水，混合均匀后，将其转移到模具中并置于120℃的烘箱中继续熟化3小时；
(8)将(7)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(9)将(8)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(10)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。
利用电子密度天平进行孔隙率测定本实例中制备的无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯复合多孔骨组织工程支架材料的孔隙率为69％，密度为0.419g/cm3。
实施例5：
本实施例一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架由聚己内酯/聚乙二醇基体材料和无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉组成，以质量百分比计，复合粉的含量为40％，其余为基体材料，聚己内酯/聚乙二醇为50/50；其中无定型磷酸钙的Ga/P为1.5，柠檬酸钙为四水合柠檬酸钙，聚己内酯分子量为2000，聚乙二醇分子量为4000。具体步骤如下：
(1)分别称量20g聚己内酯和20g聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入60ml二氯甲烷，反应在惰性气体环境下进行。将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为90℃，搅拌转速300r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好26.7g无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的20g的氯化钠颗粒；
(5)待(4)所述的材料搅拌均匀后，加入4.8ml六亚甲基二异氰酸酯、5滴辛酸亚锡和1 滴2甲基-硅油；
(6)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(7)待溶剂蒸发完毕，向三颈烧瓶中滴加1ml的去离子水，混合均匀后，将其转移到模具中并置于120℃的烘箱中继续熟化3小时；
(8)将(7)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(9)将(8)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(10)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。
利用电子密度天平进行孔隙率测定本实例中制备的无定型磷酸钙/柠檬酸钙/聚己内酯复合多孔骨组织工程支架材料的孔隙率为66％，密度为0.477g/cm3。实例5材料的孔隙率较低，原因可能是添加的粉体太多，导致发泡不完全，无法形成良好的多孔结构。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架及其制备方法，其特征在于：该材料以聚己内酯/聚乙二醇为基体，聚己内酯/聚乙二醇的质量比为50/50,以无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉为填料，以质量百分数计，复合粉的含量为0～40％，其余为基体材料含量。
2.根据权利要求1所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，其特征在于：所含粉末填料为四水柠檬酸钙与无定型磷酸钙的复合粉。
3.根据权利要求1所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，其特征在于：所含的聚己内酯分子量为2000～4000,聚乙二醇的分子量为2000～4000。
4.根据权利要求1所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，其特征在于：其孔径大小为100～600μm。
5.根据权利要求1所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，其特征在于：其孔隙率为66～83％。
6.根据权利要求1所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，其特征在于：其溶胀率为190.98～427.1％。
7.根据权利要求1所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，其特征在于：其接触角为46.027°～73.882°。
8.一种权利要求1～5所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别称量一定比例的聚己内酯和聚乙二醇；
(2)将基体材料倒入三颈烧瓶中，加入一定量的有机溶剂，反应在惰性气体环境下进行。
将三颈烧瓶转移至搅拌器上加热搅拌，温度设置为80℃～90℃，搅拌转速200～300r/min；
(3)待(2)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好一定比例的无定型磷酸钙/柠檬酸钙复合粉体；
(4)待(3)所述的材料搅拌均匀后，加入提前称量好的体系质量30～50％的氯化钠颗粒；
(5)待(4)所述的材料搅拌均匀后，加入六亚甲基二异氰酸酯、催化剂和匀泡剂；
(6)继续加热搅拌，等到体系黏度变大直至变成粘稠状混合物；
(7)待溶剂挥发完毕，向三颈烧瓶中滴加体系质量2％的发泡剂，混合均匀后，将其转移到提前准备好的模具中并置于100～120℃的烘箱中熟化，2～3小时后取出；
(8)将(7)所述的材料从模具中取出，放入去离子水中完全浸泡2d，直至氯化钠颗粒被完全洗出；
(9)将(8)所述的材料从去离子水中取出，冰冻后放入冷冻干燥箱中；
(10)7d后，将材料从冷冻干燥箱中取出，即得一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架。
9.根据权利要求7所述的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，有机溶剂为二氯甲烷；所述步骤(5)中，催化剂为辛酸亚锡，匀泡剂为2甲基-硅油；所述步骤(7)中，发泡剂为去离子水。
10.根据权利要求1～7的一种高生物活性聚氨酯复合多孔骨支架，可应用于生物医用材料骨组织工程支架领域。
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