CN114522276A - 一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料及其制备方法和应用。所述掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，包括如下步骤：取氢氧化锌和氢氧化钙，加入水，室温超声后得到混合液；在混合液中加入稀硫酸溶液，搅拌反应；将反应后的溶液抽滤并反复洗涤，然后干燥至恒重，得到掺锌二水硫酸钙；配置氧化石墨烯分散液；配置氯化钙溶液，超声并预热后加入转晶剂、锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和氧化石墨烯分散液，然后搅拌后冷凝回流得到溶液，将溶液抽滤后洗涤得固体，最后用无水乙醇浸没固体后再次抽滤后干燥至恒重，研磨过筛即可。本发明所述制备的人工骨材料生物相容性好，对骨缺损具有明显的成骨诱导能力。

Description

一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于医药卫生材料领域，尤其涉及一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料及其制备方法和应用。
背景技术
骨骼构成人体的支架，对人的身体起着支撑、保护作用。人体一共有206块骨骼，每一块都有着它不可或缺的作用。但是生活中人们常常由于运动不当或者外在机械力造成骨骼的断裂甚至缺损，此外，随着年龄的增加，人的身体逐渐衰老，骨密度降低，从而出现骨质疏松、骨关节炎等老年疾病。而如何较好地对患者骨组织缺损进行一期修复也是骨外科手术中亟待解决的重点和难点问题。近年来，随着手术技术的不断发展及人工骨材料在临床上日益广泛的应用，骨组织缺损的修复治疗也得到了迅猛的发展。
现有的人工骨材料主要可分为无机材料和高分子材料两大类，替代天然骨应用于骨组织修复，来源广泛。无机材料主要包括金属、生物陶瓷和纳米材料，这类陶瓷材料对人体无毒，植入体内后可与正常组织产生化学键结合，使骨细胞在材料表面黏附、增殖和矿化，具有优良的骨传导性及生物相容性；但力学性能较差，脆性大，难以塑造合适形状，且降解缓慢，阻碍新骨长入，使其应用受到一定限制。高分子材料有良好的生物相容性、可降解性、无毒，而且细胞亲和性好，有利于种子细胞的黏附、生长和扩增；但是这类材料的缺点是强度较差，力学性能不佳，且由于材料来源不同，故质量的重复性较差。由于每种材料都有其明显的缺点，所以常将几种生物材料通过一定的技术手段按一定比例组合，制成复合人工骨材料用以满足骨组织工程材料的要求，复合人工骨材料成为骨组织修复材料研究的热点。
因此，开发一种以掺锌半水硫酸钙为主要无机成分，强度高、降解速率可控、生物相容性好，且对骨缺损具有明显的成骨诱导能力的复合人工骨材料是亟需解决的问题。
发明内容
针对现有的单一人工骨材料存在的来源不同、降解缓慢、强度较低、性能不稳定和生物相容性等问题，本发明的目的在于提供了一种掺锌半水硫酸钙基的复合人工骨材料及其在骨质疏松、骨关节炎等老年疾病引起的骨缺损修复中的应用。
本发明所述掺锌半水硫酸钙基复合人工骨利用半水硫酸钙(掺入金属锌离子)与天然骨主要成分(羟基磷灰石、胶原蛋白等)之间的仿生组成协同作用，使其具有良好的生物相容性；并且，所述复合工人骨可填充于骨组织缺损处，氧化石墨烯的加入使其良好的力学强度起到支撑骨持续再生的作用，其对骨移植领域，不仅仅在骨质疏松、骨关节炎等老年疾病引起的骨缺损，在颌面外科、修复外科、骨外科等具有较强的成骨效果。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取氢氧化锌和氢氧化钙，再加入水，室温超声后得到混合液；在混合液中加入稀硫酸溶液，在20～60℃下搅拌反应0.5～5h；将反应后的溶液进行抽滤并反复洗涤，然后在50～100℃下干燥至恒重，得到掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD)；
(2)配置1～3mg/mL的氧化石墨烯分散液；配置20～35wt％的氯化钙溶液，超声并预热后加入转晶剂、步骤(1)所述的掺锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和所述氧化石墨烯分散液，所述掺锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和氧化石墨烯分散液的质量比为6～8.5:1:0.5～3；然后在95～120℃下搅拌后冷凝回流得到溶液，将溶液抽滤后洗涤得固体，最后用无水乙醇浸没固体后再次抽滤后干燥至恒重，研磨过筛后制得掺锌半水硫酸钙/羟基磷灰石/氧化石墨烯复合粉末，即所述的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料。
优选的，步骤(1)所述氢氧化锌和氢氧化钙的摩尔比为1～2:18～19。
优选的，步骤(1)所述水的质量与氢氧化锌和氢氧化钙质量和的比例为50:1。
优选的，步骤(1)所述稀硫酸溶液的浓度为1.5mol/L。
优选的，步骤(1)所述稀硫酸溶液中硫酸与氢氧化锌的摩尔比为1:0.05～0.1。
优选的，步骤(1)所述洗涤为用水洗涤。
优选的，步骤(2)所述超声的时间为10min。
优选的，步骤(2)所述预热的温度为95～120℃，预热的时间为30～60min。
优选的，步骤(2)所述转晶剂的加入量占氯化钙溶液的0.1～2wt％。
优选的，步骤(2)所述转晶剂为柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸铵、2wt％七水合硫酸镁和0.15wt％柠檬酸钠复合转晶剂、1wt％硫酸铝和0.1wt％酒石酸钾钠复合转晶剂中的至少一种。
优选的，步骤(2)所述掺锌二水硫酸钙与氯化钙溶液的质量比为1：5～20。
优选的，步骤(2)所述掺锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和氧化石墨烯分散液的质量比为7:1:2。
优选的，步骤(2)所述在95～120℃下搅拌的速率为60～90r/min。
优选的，步骤(2)所述在95～120℃下搅拌后冷凝回流的时间为4～6h。
优选的，步骤(2)所述将溶液抽滤后洗涤的方式为：抽滤后采用热蒸馏水洗涤三次。
优选的，步骤(2)所述用无水乙醇浸没固体中，浸没的时间为1min。
优选的，步骤(2)所述再次抽滤后干燥至恒重的方式为：抽滤后在60℃下干燥至恒重。
优选的，步骤(2)所述研磨过筛取粒径小于0.2mm的颗粒。
上述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法制备得到的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料。
上述掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料在制备骨修复材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
(1)本发明将锌离子(Zn2+)掺杂到半水硫酸钙中，获得更具细胞相容性的Zn-CSH，不仅提高了Zn2+的利用率，而且在骨缺损修复过程中Zn2+能够抑制破骨细胞的活性，刺激成骨细胞的骨构建过程。
(2)本发明通过高速搅拌的方法在掺锌半水硫酸钙表面包覆氧化石墨烯，提高了单一半水硫酸钙的力学强度，实现了其降解时间的可控调节，极大改善了目前临床上骨修复材料的降解时间与修复时间不匹配的问题。
(3)本发明设计和构建掺锌半水硫酸钙/羟基磷灰石/氧化石墨烯复合人工骨。复合人工骨材料主要用于骨缺损修复，尤其适用于骨质疏松、骨关节炎等老年疾病引起的非承重骨缺损的扩展和重建治疗、填充关节部位的骨缺损和修复术后感染所致骨缺损等。
附图说明
图1为实施例4、实施例6～8和对比例1制备得到的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料制得的柱状样品照片图。
图2为Zn-CSH、HAP、GO、Zn-CSH/HAP和Zn-CSH/HAP/GO-20的红外图谱。
图3为Zn-CSH、HAP、GO、Zn-CSH/HAP和Zn-CSH/HAP/GO-20的X射线衍射图谱。
图4为实施例3制备的GO、Zn-CSH/HAP和实施例4制备得到的Zn-CSH/HAP/GO-20复合粉末在100μm和10μm下的扫描电镜图。
图5为实施例4、实施例6～8以及对比例1制备得到的目标产物的力学性能柱状图。
图6为实施例4、实施例6～8以及对比例1制备得到的目标产物的降解性能柱状图。
图7为实施例4、实施例6～8以及对比例1制备得到的目标产物与小鼠胚胎成骨细胞(MC3T3-E1)共培养7天后的细胞毒性能柱状图。
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，以下结合实施例，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例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的氧化石墨烯可直接购买商品氧化石墨烯，也可自行制备，本发明实施例采用的是自行制备的方式。
实施例1
称取0.02mol的氢氧化锌和0.18mol的氢氧化钙，加入一定量的蒸馏水(氢氧化锌与氢氧化钙的总质量：蒸馏水质量＝1:50)，室温下超声10min得到混合液。将混合液与的稀硫酸溶液(稀硫酸的浓度为1.5mol/L，硫酸摩尔量为0.2mol)进行反应，反应在30℃下持续搅拌3h。将反应后的溶液进行抽滤并用蒸馏水反复洗涤，直至滤液为中性。然后在60℃下干燥至恒重，得到掺锌二水硫酸钙固体(Zn-CSD-1)。
实施例2
称取0.01mol的氢氧化锌和0.19mol的氢氧化钙，加入一定量的蒸馏水(氢氧化锌与氢氧化钙的总质量：蒸馏水质量＝1:50)，室温下超声10min得到混合液。将混合液与的稀硫酸溶液(稀硫酸的浓度为1.5mol/L，硫酸摩尔量为0.2mol)进行反应，反应在30℃下持续搅拌3h。将反应后的溶液进行抽滤并用蒸馏水反复洗涤，直至滤液为中性。然后在60℃下干燥至恒重，得到掺锌二水硫酸钙固体(Zn-CSD-2)。
实施例3
称取2g石墨粉于三口烧瓶中，加入20ml浓硫酸(98wt％浓硫酸)，再加入五氧化二磷和过硫酸钾各1g，升高温度至80℃，搅拌反应5h后，冷却至室温。将反应后的溶液进行抽滤并用蒸馏水反复洗涤，直至滤液呈中性得的固体。将固体在60℃下干燥至恒重，得到预氧化石墨烯。称取1g预氧化石墨粉于三口烧瓶中，加入50ml浓硫酸(98wt％浓硫酸)，再加入1g硝酸钠，置于冰水浴(0～10℃)中搅拌。将3g高锰酸钾多次少量缓慢加入其中，全部加完后反应30min。然后升温至35℃，搅拌反应5h。将反应后的溶液用500ml蒸馏水稀释，缓慢加入30wt％过氧化氢溶液，直至溶液呈亮黄色。将溶液进行抽滤并用蒸馏水反复洗涤，直至滤液呈中性得到固体。将固体分散于200ml蒸馏水中，超声2～3h，转至透析袋(透析袋选用12～14KD分子量)中透析7天，冷冻干燥得到氧化石墨烯(GO)。
实施例4
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，步骤如下：
配制100mL浓度为25wt％的氯化钙溶液，超声10min，并在95℃下预热30min，向氯化钙溶液中加入转晶剂柠檬酸钠(柠檬酸钠占氯化钙溶液的0.1wt％)，加入13.33g掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD，实施例1制备得到)、1.90g羟基磷灰石(HAP)和3.80g浓度为2mg/mL的氧化石墨烯分散液(GO)(Zn-CSD：HAP：GO质量比为＝7:1:2)，反应在120℃下以90r/min的速率搅拌、冷凝回流4h。将反应后的溶液进行抽滤并用热蒸馏水洗涤三次，再使用无水乙醇浸没固体1min后抽滤。将固体在60℃下干燥至恒重，研磨筛选粒径小于0.2mm的颗粒，得到Zn-CSH/HAP/GO-20复合粉末。
实施例5
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，步骤如下：
将实施例4中的转晶剂柠檬酸钠替换为柠檬酸，其他操作均同实施例4相同。
实施例6
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，步骤如下：
配制100mL浓度为35wt％的氯化钙溶液，超声10min，并在95℃下预热30min，向氯化钙溶液中加入转晶剂柠檬酸钠(柠檬酸钠占氯化钙溶液的0.1wt％)，加入30.77g掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD，实施例1制备得到)、3.62g羟基磷灰石(HAP)和1.81g浓度为2mg/mL的氧化石墨烯分散液(GO)(Zn-CSD：HAP：GO质量比为＝8.5:1:0.5)，反应在120℃下以90r/min的速率搅拌、冷凝回流4h。将反应后的溶液进行抽滤并用热蒸馏水洗涤三次，再使用无水乙醇浸没固体1min后抽滤。将固体在60℃下干燥至恒重，研磨筛选粒径小于0.2mm的颗粒，得到Zn-CSH/HAP/GO-5复合粉末。
实施例7
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，步骤如下：
配制100mL浓度为30wt％的氯化钙溶液，超声10min，并在95℃下预热30min，向氯化钙溶液中加入转晶剂柠檬酸钠(柠檬酸钠占氯化钙溶液的0.1wt％)，加入28.57g掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD，实施例1制备得到)、3.57g羟基磷灰石(HAP)和3.57g浓度为2mg/mL的氧化石墨烯分散液(GO)(Zn-CSD：HAP：GO质量比为＝8:1:1)，反应在120℃下以90r/min的速率搅拌、冷凝回流4h。将反应后的溶液进行抽滤并用热蒸馏水洗涤三次，再使用无水乙醇浸没固体1min后抽滤。将固体在60℃下干燥至恒重，研磨筛选粒径小于0.2mm的颗粒，得到Zn-CSH/HAP/GO-10复合粉末。
实施例8
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，步骤如下：
配制100mL浓度为20wt％(质量百分数)的氯化钙溶液，超声10min，并在95℃下预热30min，向氯化钙溶液中加入转晶剂柠檬酸钠(柠檬酸钠占氯化钙溶液的0.1wt％)，加入6.25g掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD，实施例1制备得到)、1.04g羟基磷灰石(HAP)和3.12g浓度为2mg/mL的氧化石墨烯分散液(GO)(Zn-CSD：HAP：GO质量比为＝6:1:3)，反应在120℃下以90r/min的速率搅拌、冷凝回流4h。将反应后的溶液进行抽滤并用热蒸馏水洗涤三次，再使用无水乙醇浸没固体1min后抽滤。将固体在60℃下干燥至恒重，研磨筛选粒径小于0.2mm的颗粒，得到Zn-CSH/HAP/GO-30复合粉末。
对比例1
一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，步骤如下：
配制100mL浓度为25wt％(质量百分数)的氯化钙溶液，超声10min，并在95℃下预热30min，向氯化钙溶液中加入转晶剂柠檬酸钠(柠檬酸钠占氯化钙溶液的0.1wt％)，加入13.33g掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD，实施例1制备得到)和1.48g羟基磷灰石(HAP)(Zn-CSD：HAP质量比为＝9:1)，反应在120℃下以90r/min的速率搅拌、冷凝回流4h。将反应后的溶液进行抽滤并用热蒸馏水洗涤三次，再使用无水乙醇浸没固体1min后抽滤。将固体在60℃下干燥至恒重，研磨筛选粒径小于0.2mm的颗粒，得到Zn-CSH/HAP/GO-0(等同于Zn-CSH/HAP)复合粉末。
将实施例4、实施例6～8和对比例1制备得到的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料进行性能测试，其测试结果见表1。
表1测试性能一览表
Figure BDA0003532434210000071
参见图1，图1为实施例4、实施例6～8和对比例1制备得到的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料制得的柱状样品照片图，其均为直径10.0mm，高5.0mm的圆柱体。图1的左图为编号的照片图，右图为原始样品照片图，其中，编号1～5分别为Zn-CSH/HAP/GO-0、Zn-CSH/HAP/GO-5、Zn-CSH/HAP/GO-10、Zn-CSH/HAP/GO-20和Zn-CSH/HAP/GO-30。由图1可以看出：制备得到的复合人工骨材料外观相似，颜色随着GO含量的增加逐渐加深，由白色变为灰色，表面致密内部具有一定孔隙结构的柱状物。
参见图2，图2为Zn-CSH、HAP、GO、Zn-CSH/HAP和Zn-CSH/HAP/GO-20的红外图谱，其中，Zn-CSH按照如下步骤制备：配制100mL浓度为25wt％的氯化钙溶液，超声10min，并在95℃下预热30min，向氯化钙溶液中加入转晶剂柠檬酸钠(柠檬酸钠占氯化钙溶液的0.1wt％)，加入13.33g掺锌二水硫酸钙(Zn-CSD，实施例1制备得到)，反应在120℃下以90r/min的速率搅拌、冷凝回流4h。将反应后的溶液进行抽滤并用热蒸馏水洗涤三次，再使用无水乙醇浸没固体1min后抽滤。将固体在60℃下干燥至恒重，研磨筛选粒径小于0.2mm的颗粒，得到Zn-CSH粉末；GO是实施例3制备的；Zn-CSH/HAP即是对比例1制备得到的产物。
对于Zn-CSH/HAP/GO-20，其在3610、3554cm-1处的双峰和1620cm-1处的单峰为Zn-CSH中0.5个结晶水的羟基的伸缩振动和弯曲振动，在1040、660和599cm-1处的特征吸收峰分别为PO4 3-和SO4 2-重叠的伸缩振动和弯曲振动，在1686和1620cm-1处的特征吸收峰为羰基的伸缩振动和弯曲振动。从图中可以看出复合材料的特征吸收峰较强，杂峰较少，说明本发明制得的复合人工骨材料纯度较高，没有反应副产物。
参见图3，图3为Zn-CSH、HAP、GO、Zn-CSH/HAP(对比例1制备得到的产物)和Zn-CSH/HAP/GO-20的X射线衍射图谱。
对于Zn-CSH/HAP/GO-20，其在2θ＝14.74°、25.44°、29.73°和31.38°的特征衍射峰分别归属于Zn-CSH的(110)、(310)、(220)、(-114)晶面，与CSH的标准PDF卡片(JCPDS card:41-0024)相比，衍射峰均向高角度发生了一定的偏移，说明在CSH中掺入Zn2+对CSH合成过程中的晶格的形成发生了一定的畸变。晶格收缩的发生充分表明了Zn2+活性离子已经成功掺入了CSH相中，且在引入的过程中并未改变合成产物的物相组成，并未改变其基本性质。
参见图4，图4为实施例3制备的GO、Zn-CSH/HAP(对比例1制备得到的产物)和实施例4制备得到的Zn-CSH/HAP/GO-20复合粉末在100μm和10μm下的扫描电镜图，从图4可以看出：本发明制得的氧化石墨烯具有三维网络状结构，有利于营养的输送和废弃物的代谢，且孔洞的存在有利于细胞、新生骨和血管的长入。此外，从图中还可以看出，复合人工骨材料中含有大量长棱柱样和短棒状晶体，分别为CSH和HAP特有的晶体形貌，且随着GO的加入，晶体颜色加深，表面包覆有一层GO涂层，这进一步提高了复合人工骨材料的抗压强度以及延缓其降解时间。
参见图5，图5为实施例4、实施例6～8以及对比例1制备得到的目标产物的力学性能柱状图，从图5可以得出：当GO含量为20％时，即本发明制得的复合人工骨材料(Zn-CSH/HAP/GO-20)的抗压强度最佳，为1464.95Kpa，明显高于其他复合人工骨。此外，从图中还可以看出，添加了GO的复合人工骨的力学强度均高于未添加的(Zn-CSH/HAP/GO-0)，说明氧化石墨烯的加入能显著提高CSH力学强度，本发明制得的复合人工骨材料可作为优良的骨替代材料，起到支撑骨持续再生的作用。
参见图6，图6为实施例4、实施例6～8以及对比例1制备得到的目标产物的降解性能柱状图，从图6可以看出：降解到第30天时，当GO含量为20％时，即本发明制得的复合人工骨材料(Zn-CSH/HAP/GO-20)的降解速率最低，为70.74％，明显低于其他复合人工骨。此外，从图中还可以看出，添加了GO的复合人工骨的降解速率均低于未添加的(Zn-CSH/HAP/GO-0)，说明氧化石墨烯的加入能显著延缓CSH的降解速率。同时，本发明制得的不同GO含量的复合人工骨材料实现了其降解时间的可控调节，极大改善了目前临床上骨修复材料的降解时间与修复时间不匹配的问题。
参见图7，图7为实施例4、实施例6～8以及对比例1制备得到的目标产物与小鼠胚胎成骨细胞(MC3T3-E1)共培养7天后的细胞毒性能柱状图。
具体培养步骤：
将制备得到的目标产物高压蒸汽灭菌后，放置在24孔培养板中，每孔加入2.5mg样品，将MC3T3-E1细胞悬浮液种植在样品表面，接种的细胞密度为1×104cells/mL，每孔加入1mL的细胞悬浮液。接种完毕后，将培养板转移至CO2恒温培养箱，在37℃下共培养7天。培养基是含有0.1％(v/v)胎牛血清和0.01％(v/v)青链霉素的DMEM混合培养基。即通过移液管将50mL的胎牛血清和5mL的青链霉素加入500mL的DMEM培养基中，完全混合均匀后的混合培养基；其中胎牛血清、青链霉素和DMEM培养基均购自上海麦克林生化科技有限公司。
从图7可以看出：当GO含量为0％时，Zn-CSH/HAP/GO-0组的相对细胞存活率最高，为105.24％，高于阴性对照组(阴性对照组，即相同条件下，不添加实验样品，只含有相同培养基和细胞的对照组。)(100％)，细胞的增殖能力增强，说明Zn2+对于成骨细胞的增殖起到了促进作用。此外，从图中还可以看出，添加了GO的组别，其相对细胞存活率逐渐降低，说明GO有一定的细胞毒性，但是相对存活率均大于80％。国标中规定细胞的相对存活率在75％-99％时，细胞毒性为0级，即无明显细胞毒性，说明一定范围的GO对细胞无毒，本发明制得的复合人工骨材料完全符合国标要求。
将实施例4～8中的掺锌二水硫酸钙替换为实施例2制得的，其制备得到的复合人工骨材料的各项性能亦良好，这里不再赘述。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取氢氧化锌和氢氧化钙，再加入水，室温超声后得到混合液；在混合液中加入稀硫酸溶液，在20～60℃下搅拌反应0.5～5h；将反应后的溶液进行抽滤并反复洗涤，然后在50～100℃下干燥至恒重，得到掺锌二水硫酸钙；
(2)配置1～3mg/mL的氧化石墨烯分散液；配置20～35wt％的氯化钙溶液，超声并预热后加入转晶剂、步骤(1)所述的掺锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和所述氧化石墨烯分散液，所述掺锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和氧化石墨烯分散液的质量比为6～8.5:1:0.5～3；然后在95～120℃下搅拌后冷凝回流得到溶液，将溶液抽滤后洗涤得固体，最后用无水乙醇浸没固体后再次抽滤后干燥至恒重，研磨过筛后制得掺锌半水硫酸钙/羟基磷灰石/氧化石墨烯复合粉末，即所述的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料。
2.根据权利要求1所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氢氧化锌和氢氧化钙的摩尔比为1～2:18～19；
步骤(1)所述水的质量与氢氧化锌和氢氧化钙质量和的比例为50:1。
3.根据权利要求1所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述稀硫酸溶液中硫酸与氢氧化锌的摩尔比为1:0.05～0.1；
步骤(2)所述转晶剂的加入量占氯化钙溶液的0.1～2wt％。
4.根据权利要求1～3任一项所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述掺锌二水硫酸钙与氯化钙溶液的质量比为1：5～20；
步骤(2)所述掺锌二水硫酸钙、羟基磷灰石和氧化石墨烯分散液的质量比为7:1:2。
5.根据权利要求1～3任一项所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述稀硫酸溶液的浓度为1.5mol/L；
步骤(1)所述洗涤为用水洗涤；
步骤(2)所述超声的时间为10min。
6.根据权利要求5所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预热的温度为95～120℃，预热的时间为30～60min；
步骤(2)所述转晶剂为柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸铵、2wt％七水合硫酸镁和0.15wt％柠檬酸钠复合转晶剂、1wt％硫酸铝和0.1wt％酒石酸钾钠复合转晶剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述在95～120℃下搅拌的速率为60～90r/min；
步骤(2)所述在95～120℃下搅拌后冷凝回流的时间为4～6h；
步骤(2)所述将溶液抽滤后洗涤的方式为：抽滤后采用热蒸馏水洗涤三次。
8.根据权利要求7所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述用无水乙醇浸没固体中，浸没的时间为1min；
步骤(2)所述再次抽滤后干燥至恒重的方式为：抽滤后在60℃下干燥至恒重；
步骤(2)所述研磨过筛取粒径小于0.2mm的颗粒。
9.权利要求1～8任一项所述一种掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料的制备方法制备得到的掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料。
10.权利要求9所述掺锌半水硫酸钙基复合人工骨材料在制备骨修复材料中的应用。
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