CN115192770B - 一种多功能界面的骨修复支架材料、其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法，包括如下步骤：A)采用滚动法制备多孔氯化钠微球；B)将氯化钠微球和粘结剂混合，激光选择性烧结3D打印，脱除粘结剂，静压烧结，得到三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架；C)将三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架置于模具中，将高分子溶液灌入上述模具中，成型后，将材料取出，置于溶剂中浸泡，干燥，得到骨修复支架材料。本发明通过上述结构设计和组分调控，仅在孔壁表面制造生物涂层界面，而不改变高分子本体的组成与结构，最大限度保留其原有机械强度。且所获得涂层可通过调节组分的化学组成同时被赋予多种生物功能。

Description

一种多功能界面的骨修复支架材料、其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种多功能界面的骨修复支架材料、其制备方法和应用。
背景技术
车祸、战伤、炎症、骨肉瘤切除等多种原因导致的大段骨缺损存在骨延迟愈合、骨不连、反复持久性感染、及肿瘤复发等现实问题，治疗难度大，疗程漫长且疗效欠佳，是导致截肢的重要原因之一。其中自体骨移植来源非常有限，异体或异种骨则存在疾病传播和免疫排斥风险，故临床常采用手术切除肿瘤去感染病灶后，利用人工植骨材料填充和诱导骨再生，同时长期应用抗生素和抗肿瘤药物对抗感染和肿瘤复发，这又会产生细菌耐药性、不敏感菌的二重感染、肠道菌群紊乱等新的棘手问题。因此，赋予骨植入材料自身抗菌、抗炎、抗肿瘤等丰富功能，在抗感染、防复发与骨再生之间取得平衡，有望克服抗生素滥用的耐药性问题和肿瘤复发几率，为大段骨缺损开辟全新的治疗途径。
除一些生物相容性和生物降解性良好的医用高分子(如聚乳酸PLA、聚乳酸-羟基乙酸PLGA、聚己内酯PCL等)以外，聚酰胺、聚酰亚胺等材料性能也比较优异，被誉为“综合性能优秀的材料之一”，常被用于医用缝合线和医用植骨材料等。其化学性质稳定，耐腐蚀，力学性能优秀，较可降解高分子、金属、合金等更适用于承重性骨科植入器件。然而该系列材料熔点较高，可适用的溶剂也极少，导致将其加工制备成三维骨植入材料和器件存在较大的困难。而利用3D打印技术制备聚酰胺等骨植入材料也对打印设备参数要求极高，且其极度惰性的特质导致其缺乏骨结合性，易致使植入物松动和脱落，而3D打印技术无法在打印过程中直接获得具有生物功能的表面界面。因此本技术尝试开拓聚酰胺等骨植入材料多功能生物界面的“一步到位”加工成型新技术，调控骨结合界面结构和成分，提高材料抗感染、抗肿瘤复发和抗菌性能的聚酰胺等骨修复材料。李毓灵等公开了基于聚酰胺的骨修复材料(CN109966546A)，将纳米羟基磷灰石与氧化锆粉末研磨、高温烧结后粉碎，然后在与聚酰胺混合后注塑成型，获得了具有优良力学性能的骨修复材料。李玉宝等公开了一种羟基磷灰石与聚酰胺混合的骨修复体(CN1460526A)，其过程是通过羟基磷灰石细粉和聚酰胺细粉混合后，再与含氯化钙的乙醇溶液混合，固化，用水溶解其中的水溶性成分后，形成具有孔隙的骨修复体材料。
与聚酰胺、聚酰亚胺性能最为类似的材料包括聚醚醚酮(PEEK)材料，如邓怡等公开了一种抗菌PEEK骨修复材料(CN111729132B)，在浓硫酸磺化的PEEK表面借助磺酸基团与羟基反应生成磺酸酯来复合钴纳米线和碳化硅(Si3C2)，赋予材料抗菌性能，利用的是Si3C2料经激光激发产生热和单线态氧(1O2)使细菌破裂而死。
闫春泽公开了一种PEEK光热抗癌支架(CN113499486A)，将光热转换剂加入到PEEK基材中，利用激光烧结技术制造多孔的支架，用于病人骨肉瘤术后残余癌细胞的消融和骨缺损治疗。以上技术不能在复杂的或多孔的植入体材料内表面进行，如3D打印的复杂形状等。所述激光烧结技术制造的 PEEK抗癌多孔支架中无机粉体的掺入，不仅仅在表面，而是在整个材料基体广泛分布的，由于无机物颗粒和有机物基体间易发生界面不相容，易导致材料分布不均，而导致材料力学强度及整体性能受损下降。
因此，提供一种多功能界面的骨修复支架界面相容性好，同时机械性能好的骨修复支架是非常必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法，本发明制备的骨修复支架材料界面相容性好，同时机械性能好。
本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法，包括如下步骤：
A)采用滚动法制备多孔氯化钠微球；
B)将氯化钠微球和粘结剂混合，激光选择性烧结3D打印，脱除粘结剂，静压烧结，得到三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架；
C)将三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架置于模具中，将高分子溶液灌入上述模具中，成型后，将材料取出，置于溶剂中浸泡，干燥，得到骨修复支架材料。
本发明基体高分子材料功能有抗菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒等功能。同时本发明的方法能够创造性地制备特殊结构的多孔非降解或可降解、含功能化涂层的骨修复材料。
优选的，步骤A)所述滚动法制备多孔氯化钠微球具体为：
a)采用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒；糯米粉和水混合搅拌得到悬液；
b)氯化钠颗粒和悬液搅拌，水浴，得到氯化钠微球粗颗粒；
c)氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体混合，滚动，升温固化，干燥，保温，烧结，得到多孔氯化钠微球。
优选的，步骤a)所述喷雾干燥的参数具体为：氯化钠饱和溶液的进料速度5～30mL/min，引风机频率10～50Hz，入口温度120～250℃，雾化器频率 200～350Hz；氯化钠颗粒尺寸为9～11μm；
步骤b)水浴为20～25℃水浴；所述氯化钠颗粒和悬液的质量比为10g： 1ml–10g：3ml。
步骤c)所述无机粒子纳米粉体为β-磷酸三钙、纳米氧化铈、生物活性玻璃、氧化锌、纳米银、金纳米粒子、铜或氧化石墨烯；所述氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体的质量比为10:0.01-10：1；
所述滚动为：200r/min滚动10min；所述升温固化为5℃/min，升温至 80～90℃，保持5～10min；所述干燥为10℃/min升温至到90～100℃干燥；所述保温为500℃保温1小时，750～765℃保温2～3h；所述烧结温度为750～765℃。
优选的，步骤B)所述粘结剂为尼龙、石蜡或聚乙烯中的一种几种；所述氯化钠微球和粘结剂混合的质量比为1：1～5：1。
优选的，步骤B)所述激光选择性烧结的温度为150～180℃，时间为 10～30min。所述静压烧结在惰性气体存在下进行；所述静压烧结的温度为 750～765℃，时间为1～2h。
优选的，步骤C)所述模具为玻璃管；所述玻璃管的直径为5～20mm；
所述浸泡为水中浸泡除去氯化钠，丙酮中浸泡除去溶剂；
所述干燥具体为冷冻干燥。
所述高分子溶液中高分子材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳醚砜、聚醚砜、聚砜、聚芳醚酮、聚氨酯、PLA、PLGA或PCL等；所述高分子溶液中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二苯砜、二甲苯、六氟异丙醇、浓硫酸、三氯甲烷、二氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮。
优选的，步骤B)所述3D打印的形状结构为中间实心、周围多孔的圆筒状或多孔的圆筒状。
本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料，由上述技术方案任意一项所述的制备方法制备得到。
本发明提供了上述任意一项所述的制备方法制备得到的多功能界面的骨修复支架材料在制备治疗骨科疾病的材料中的应用。
本发明提供了一种治疗骨科疾病的材料，包括上述技术方案所述的多功能界面的骨修复支架材料。
与现有技术相比，本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法，包括如下步骤：A)采用滚动法制备多孔氯化钠微球；B)将氯化钠微球和粘结剂混合，激光选择性烧结3D打印，脱除粘结剂，静压烧结，得到三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架；C)将三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架置于模具中，将高分子溶液灌入上述模具中，成型后，将材料取出，置于溶剂中浸泡，干燥，得到骨修复支架材料。本发明通过上述结构设计和组分调控，仅在孔壁表面制造生物涂层界面，而不改变高分子本体的组成与结构，最大限度保留其原有机械强度。且所获得涂层可通过调节组分的化学组成同时被赋予多种生物功能。
附图说明
图1为实施例1公开的表面粘有β-TCP的氯化钠NaCl微球；
图2为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架的三维打印牺牲模板；
图3为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架；
图4为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架断面外观；
图5为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架修复骨缺损病理组织切片染色；
图6为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架的三维打印牺牲模板；
图7为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架；
图8为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架断面外观；
图9为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架修复骨缺损病理组织切片染色；
图10为实施例3公开的Au/PLGA支架的三维打印牺牲模板；
图11为实施例3公开的Au/PLGA支架；
图12为实施例3公开的Au/PLGA支架纵断面；
图13为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架孔壁表面微形貌；
图14为实施例1公开的较低高度的β-TCP/聚酰胺支架。
具体实施方式
本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料、其制备方法和应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法，包括如下步骤：
A)采用滚动法制备多孔氯化钠微球；
B)将氯化钠微球和粘结剂混合，激光选择性烧结3D打印，脱除粘结剂，静压烧结，得到三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架；
C)将三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架置于模具中，将高分子溶液灌入上述模具中，成型后，将材料取出，置于溶剂中浸泡，干燥，得到骨修复支架材料。
本发明提供的一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法首先采用滚动法制备多孔氯化钠微球。
本发明所述滚动法制备多孔氯化钠微球具体为：
a)采用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒；糯米粉和水混合搅拌得到悬液；
b)氯化钠颗粒和悬液搅拌，水浴，得到氯化钠微球粗颗粒；
c)氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体混合，滚动，升温固化，干燥，保温，烧结，得到多孔氯化钠微球。
首先采用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒；所述喷雾干燥的参数具体为：氯化钠饱和溶液的进料速度5～30mL/min，引风机频率10～50Hz，入口温度 120～250℃，雾化器频率200～350Hz；氯化钠颗粒尺寸为9～11μm；更优选为10μm。
相对于氯化钠粉，本发明使用的喷雾干燥法制备的氯化钠微粒更均匀，更有利于氯化钠粗颗粒形成和尺寸控制，以及后期包覆纳米粒子的均匀性。
糯米粉和水混合搅拌得到悬液；本发明所述糯米粉和水的质量比优选为 1:12.5。
氯化钠颗粒和悬液搅拌，水浴，得到氯化钠微球粗颗粒。
在本发明其中一部分优选实施方式中，采用玻璃棒搅拌3～5min后，放入 1000mL平底烧瓶，倾斜45°，在20℃～25℃水浴中，200r/min滚动10min，形成氯化钠微球粗颗粒。
所述氯化钠颗粒和悬液的质量比为5:1。
氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体混合，滚动，升温固化，干燥，保温，烧结，得到多孔氯化钠微球。
本发明所述无机粒子纳米粉体为β-磷酸三钙、纳米氧化铈、生物活性玻璃、氧化锌、纳米银、金纳米粒子、铜或氧化石墨烯所述氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体的质量比为10:1。
所述滚动为：200r/min滚动10min；所述升温固化为5℃/min，升温至 80～90℃，保持5～10min；所述干燥优选在马弗炉加热干燥；为10℃/min升温至到90～100℃干燥；所述保温为500℃保温1小时，750～765℃保温2～3h；所述烧结温度为750～765℃。
本发明上述颗粒间粘接交联形成微球。通过调节制备过程中糯米糊粘结剂浓度与用量、糊化温度与时间等，能够可控地获得尺寸约几百微米到1000 微米左右的适合激光烧结成型3D打印或挤出3D打印的氯化钠微球。
将氯化钠微球和粘结剂混合，激光选择性烧结。
本发明所述粘结剂为尼龙、石蜡或聚乙烯中的一种几种；所述氯化钠微球和粘结剂混合的质量比为1:1。
所述激光选择性烧结的温度为150～180℃，时间为10～30min。
所述3D打印的形状结构为所述3D打印的形状结构为中间实心、周围多孔的圆筒状或多孔的圆筒状。
然后脱除成型粘结剂，在氮气等惰性气氛中高温静压烧结，获得三维多孔的、带有无机涂层的氯化钠支架。所述静压烧结的温度为750～765℃，时间为1～2h。
本发明人创新性地尝试将牺牲框架设计为放射状梯度三维结构，使用牺牲框架最终所获得的高分子支架其中间部分为直径可调的实体，边缘含不同厚度的放射状梯度孔隙结构，含微纳涂层部分孔隙率越往边缘越高，其厚度可视力学强度需求而设定。另外，还可以视实际需求调节其薄厚(高度)。
将三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架置于模具中。本发明所述模具包括但不限于玻璃管；所述玻璃管的直径为5～20mm；更优选为10mm；
将高分子溶液灌入上述模具中，所述高分子溶液中高分子材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳醚砜、聚醚砜、聚砜、聚芳醚酮、聚氨酯、PLA、PLGA或 PCL；所述高分子溶液中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二苯砜、二甲苯、六氟异丙醇、浓硫酸、三氯甲烷、二氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮。
本发明采用上述高分子溶液灌注的方式使得结构更连续，效果更好。
待冷却或成型后，将成型的材料从模具中取出。于去离子水中浸泡除去氯化钠，丙酮中浸泡除去溶剂(如N,N-二甲基甲酰胺)。而后干燥得到材料。所述干燥具体为冷冻干燥。
本发明提供了一种多功能界面的骨修复支架材料，由上述技术方案任意一项所述的制备方法制备得到。
本发明对于上述制备方法已经有了清楚的描述，在此不再赘述。
本发明提供了上述任意一项所述的制备方法制备得到的多功能界面的骨修复支架材料在制备治疗骨科疾病的材料中的应用。
本发明所述骨科疾病包括但不限于骨缺损重建以及脊柱融合等。
本发明提供了一种治疗骨科疾病的材料，包括上述技术方案所述的多功能界面的骨修复支架材料。
本发明开发了一种仿生制备多功能高分子多孔生物界面的新思路。首先，灵感来源于中国传统食物“麻团”，它是一种表面粘结芝麻的糯米球体，我们进行仿生制造，可以获得表面粘结β-TCP、纳米氧化铈、生物活性玻璃等多种具有不同生物活性无机纳米粒子的氯化钠微球，其尺寸在几百微米到一千微米左右。然后，将这些微球利用激光烧结3D打印技术或挤出3D打印技术，制备成放射状三维框架结构。随后，向该三维框架中灌注聚酰胺等溶液(或 PLGA、PLA、PCL等高分子溶液及其与无机纳米粒子复合溶液亦可)，成型后沥滤出氯化钠成分，即可获得孔壁含β-TCP、氧化铈、生物活性玻璃等无机涂层的放射状三维多孔的聚酰胺等(高分子)骨植入材料。其中，聚酰胺材料基体作为主体框架，起必要的结构支撑作用，其放射状梯度结构最大限度保留其力学性能；孔壁涂层中的β-TCP、生物玻璃等无机成分促进成骨作用；涂层中的纳米氧化铈等稀土无机成分能够抗菌、抗炎、抗氧化、免疫调节和抗肿瘤等功能，为大段骨缺损重建以及脊柱融合等骨科疾病治疗提供新材料选择。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种多功能界面的骨修复支架材料、其制备方法和应用进行详细描述。
实施例1：
氯化钠微球制备。首先利用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒：氯化钠饱和溶液，蠕动泵速度5mL/min，引风机频率10Hz，入口温度120℃，雾化器频率 200Hz，制备的氯化钠颗粒平均尺寸约10μm左右。
然后滚动法制备多孔球形氯化钠微球。主要步骤大体为：0.4g糯米粉中加入5mL去离子水，充分搅拌成悬液。称取前述制备的氯化钠颗粒10g，加入2mL糯米粉悬液，玻璃棒搅拌5min后，放入1000mL平底烧瓶，倾斜45°，在20℃水浴中，滚动10min(200r/min)，氯化钠微球粗颗粒形成。在这种湿性状态下加入10mg的β-TCP无机粒子纳米粉体，继续滚动，由于微球是湿态的，会直接粘上纳米粒子。然后再继续加热固化、干燥、烧结、过筛等流程。将水浴温度缓慢提高(5℃/min)到80℃，利用糯米粉升温后的糊化效应固定氯化钠微球形态。然后放入马弗炉加热(10℃/min)到90度干燥，再缓慢加热到500℃保温1小时，烧掉糯米糊。750℃保温3小时，接近氯化钠溶解温度烧结，颗粒间粘接交联形成微球。获得尺寸约300微米的HA/氯化钠微球。图1为实施例1公开的表面粘有β-TCP的氯化钠NaCl微球；由图可以看出β-TCP被包裹在NaCl微球表面。
用于致孔牺牲“模板”的β-TCP/氯化钠三维结构的制备。设计图2为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架的三维打印牺牲模板；将β-TCP/氯化钠微球与成型粘结剂尼龙按1:1混合均匀后，进行激光选择性烧结，温度控制在180℃，打印室温度控制在70℃，按照设计好的3D打印参数进行打印成型。然后脱除成型粘结剂，在氮气等惰性气氛中750℃高温静压烧结，获得三维多孔的β-TCP/氯化钠支架。
三维聚酰胺植入材料制备。准备直径10mm的玻璃管作为模具，放入前述制备的β-TCP/氯化钠三维牺牲支架。将聚酰胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液灌入放有牺牲支架的模具中。待冷却或成型后，将成型的材料从模具中推出。于去离子水中浸泡除去氯化钠，丙酮中浸泡除去N,N-二甲基甲酰胺。干燥获得β-TCP/聚酰胺涂层三维支架材料。图3为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架，由图可以看出支架具有规则的三维多孔结构。图4为实施例1公开的β -TCP/聚酰胺支架断面外观，由图可以看出孔隙结构比较均匀的排布。图5为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架修复骨缺损病理组织切片染色，由图可以看出骨整合效果较好。图13为实施例1公开的β-TCP/聚酰胺支架孔壁表面微形貌，由图可以看出孔壁表面呈现粗糙的微纳形貌，有利于改善与细胞的相互作用，促进细胞的粘附和生长。图14为实施例1公开的较低高度的β -TCP/聚酰胺支架，由图可以看出适宜高度的多孔材料适于体外细胞培养和评价。
实施例2、
氯化钠微球制备。首先利用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒：氯化钠饱和溶液，蠕动泵速度30mL/min，引风机频率50Hz，入口温度250℃，雾化器频率 350Hz制备的氯化钠颗粒平均尺寸约15μm左右。
然后通过创新性的滚动法制备多孔球形氯化钠微球。主要步骤大体为： 1.0g糯米粉中加入15mL去离子水，充分搅拌成悬液。称取前述制备的氯化钠颗粒20g，加入10mL糯米粉悬液，玻璃棒搅拌10min后，放入1000mL平底烧瓶，倾斜45°，在20℃水浴中，滚动15min(200r/min)，氯化钠微球粗颗粒形成。在此湿性状态下加入纳米氧化铈CeO2无机粒子纳米粉体，继续滚动，由于微球是湿态的，会直接粘上纳米粒子。然后再继续加热固化、干燥、烧结、过筛等流程。将水浴温度缓慢提高(5℃/min)到90℃，利用糯米粉升温后的糊化效应固定氯化钠微球形态。然后放入马弗炉加热(10℃/min)到100 度干燥，再缓慢加热到500℃保温1小时，烧掉糯米糊。765℃保温约3小时，接近氯化钠溶解温度烧结，颗粒间粘接交联形成微球。能够获得尺寸约500 微米左右的CeO2/氯化钠微球。
用于致孔牺牲“模板”的CeO2/氯化钠三维结构的制备。设计图6为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架的三维打印牺牲模板。将获得的包覆纳米粉体的氯化钠微球与成型粘结剂按1：1.5混合，其中成型粘结剂选择石蜡，均匀混合后，进行激光选择性烧结，温度控制在170℃，打印室温度控制在60℃，按照设计好的3D打印参数进行打印成型。然后脱除成型粘结剂，在氮气等惰性气氛中765℃高温静压烧结，获得三维多孔的、带有无机涂层的CeO2/氯化钠支架。
三维聚醚砜(PES)植入材料制备。准备直径20mm的玻璃管作为模具，放入前述制备的包覆氧化铈涂层的氯化钠三维牺牲支架。
将PES和二苯砜直接混匀后，灌入放有CeO2/NaCl支架的玻璃模具，然后加热至260℃，熔融烧结，再用去离子水洗掉氯化钠，用丙酮洗掉二苯砜。灌注粉体可能需要施加压力或负压辅助。获得CeO2/PES多孔支架。图7为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架，由图可以看出支架具有规则的三维多孔结构。图8为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架断面外观，由图可以看出孔隙结构比较均匀的排布；图9为实施例2公开的氧化铈/聚醚砜支架修复骨缺损病理组织切片染色，由图可以看出骨整合效果较好。
实施例3：
氯化钠微球制备。首先利用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒：氯化钠饱和溶液，蠕动泵速度20mL/min，引风机频率30Hz，入口温度180℃，雾化器频率 250Hz制备的氯化钠颗粒平均尺寸约15μm左右。
然后通过创新性的滚动法制备多孔球形氯化钠微球。主要步骤大体为： 0.8g糯米粉中加入7mL去离子水，充分搅拌成悬液。称取前述制备的氯化钠颗粒12g，加入3mL糯米粉悬液，玻璃棒搅拌5min后，放入1000mL平底烧瓶，倾斜45°，在20℃水浴中，滚动15min(200r/min)，氯化钠微球粗颗粒形成。可在此湿性状态下加入金纳米粒子粉体，继续滚动，由于微球是湿态的，会直接粘上纳米粒子。然后再继续加热固化、干燥、烧结、过筛等流程。将水浴温度缓慢提高(5℃/min)到88℃，利用糯米粉升温后的糊化效应固定氯化钠微球形态。然后放入马弗炉加热(10℃/min)到95度干燥，再缓慢加热到500℃保温1小时，烧掉糯米糊。760℃保温约3小时，接近氯化钠溶解温度烧结，颗粒间粘接交联形成微球。能够获得尺寸约400微米左右的Au/氯化钠微球。
用于致孔牺牲“模板”的氯化钠三维结构的制备。设计图10为实施例3公开的Au/PLGA支架的三维打印牺牲模板。将获得的包覆纳米粉体的氯化钠微球与成型粘结剂按一定比例混合，其中成型粘结剂选择聚乙烯，均匀混合后，进行激光选择性烧结，温度控制在175℃，打印室温度控制在65℃，按照设计好的3D打印参数进行打印成型。然后脱除成型粘结剂，在氮气等惰性气氛中 760℃高温静压烧结，获得三维多孔的、带有无机涂层的氯化钠支架。
三维PLGA植入材料制备。准备适当直径15mm的玻璃管作为模具，放入前述制备的包覆Au纳米涂层的氯化钠三维牺牲支架。
将PLGA溶于N-甲基吡咯烷酮的高分子溶液灌入放有牺牲支架的模具中。待成型后，将成型的材料从模具中推出。于去离子水中浸泡除去氯化钠和浸泡除去N-甲基吡咯烷酮。干燥获得Au/PLGA涂层三维支架材料。
图11为实施例3公开的Au/PLGA支架，由图可以看出支架具有规则的三维多孔结构。图12为实施例3公开的Au/PLGA支架纵断面，由图可以看出边缘的孔隙结构比较均匀的排布，中间部分为致密的结构，有利于在提高骨结合性的同时保持支架的力学强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能界面的骨修复支架材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A)采用滚动法制备多孔氯化钠微球；所述滚动法制备多孔氯化钠微球具体为：
a)采用喷雾干燥法制备氯化钠颗粒；糯米粉和水混合搅拌得到悬液；
b)氯化钠颗粒和悬液搅拌，水浴，得到氯化钠微球粗颗粒；
c)氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体混合，滚动，升温固化，干燥，保温，烧结，得到多孔氯化钠微球；所述无机粒子纳米粉体为β-磷酸三钙、纳米氧化铈、生物活性玻璃、氧化锌、纳米银、金纳米粒子、铜或氧化石墨烯；
B)将氯化钠微球和粘结剂混合，激光选择性烧结3D打印，脱除粘结剂，静压烧结，得到三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架；
C)将三维多孔的无机粒子纳米粉体/氯化钠支架置于模具中，将高分子溶液灌入上述模具中，成型后，将材料取出，置于溶剂中浸泡，干燥，得到骨修复支架材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)所述喷雾干燥的参数具体为：氯化钠饱和溶液的进料速度5～30mL/min，引风机频率10～50Hz，入口温度120～250℃，雾化器频率200～350Hz；氯化钠颗粒尺寸为9～11μm；
步骤b)水浴为20～25℃水浴；所述氯化钠颗粒和悬液的质量比为10g：1ml–10g：3ml；
步骤c)所述氯化钠微球粗颗粒和无机粒子纳米粉体的质量比为10:0.01～10：1；
所述滚动为：200r/min滚动10min；所述升温固化为5℃/min，升温至80～90℃，保持510min；所述干燥为10℃/min升温至到90～100℃干燥；所述保温为500℃保温1小时，750～765℃保温2～3h；所述烧结温度为750～765℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述粘结剂为尼龙、石蜡或聚乙烯中的一种几种；所述氯化钠微球和粘结剂混合的质量比为1：1～5：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述激光选择性烧结的温度为150～180℃，时间为10～30min；所述静压烧结在惰性气体存在下进行；所述静压烧结的温度为750～765℃，时间为1～2h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)所述模具为玻璃管；所述玻璃管的直径为5～20mm；
所述浸泡为水中浸泡除去氯化钠，丙酮中浸泡除去溶剂；
所述干燥具体为冷冻干燥；
所述高分子溶液中高分子材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳醚砜、聚醚砜、聚砜、聚芳醚酮、聚氨酯、PLA、PLGA或PCL；所述高分子溶液中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二苯砜、二甲苯、六氟异丙醇、浓硫酸、三氯甲烷、二氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述3D打印的形状结构为中间实心、周围多孔的圆筒状或多孔的圆筒状。
7.一种多功能界面的骨修复支架材料，其特征在于，由权利要求1～6任意一项所述的制备方法制备得到。
8.权利要求1～6任意一项所述的制备方法制备得到的多功能界面的骨修复支架材料在制备治疗骨科疾病的材料中的应用。
9.一种治疗骨科疾病的材料，其特征在于，包括权利要求7所述的多功能界面的骨修复支架材料。
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