CN116040597B - 一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料及其制备方法与应用，所述生物源性骨替代材料的制备方法包括以下步骤：S1、沉淀反应：将生物源性羟基磷灰石浸没于水溶性磷酸盐溶液中，在搅拌的条件下加入水溶性钙盐溶液与水溶性镁盐溶液，并调节溶液pH，发生沉淀反应，在生物源性羟基磷灰石上沉积掺镁纳米羟基磷灰石；S2、水热反应：将经过步骤S1处理后的生物源性羟基磷灰石置于有氧环境下升温至180℃～200℃，陈化至少24h；S3、过滤产物，冲洗，干燥，获得所述生物源性骨替代材料。上述生物源性骨替代材料的制备方法技术简单，原材料来源广泛，成本低廉，制备得到的生物源性骨替代材料具有良好的生物活性、无细胞毒性、低免疫原性。

Description

一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料及其制 备方法与应用
技术领域
本发明属于生物材料和组织工程技术领域，涉及一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料及其制备方法与应用。
背景技术
因外伤、疾病、手术和先天性畸形而引起的骨缺损，是世界范围内亟待解决的健康问题，也是骨外科、口腔颌面外科、口腔种植科等多学科共同的临床挑战。目前，骨缺损的临床修复常依靠自体骨移植或骨替代材料填充，其中生物羟基磷灰石是临床上常用的骨替代材料之一，是以动物骨(如牛、猪等)为原料，通过理化方法(包括脱脂、脱蛋白以及高温焙烧等)去除导致人体免疫排斥反应的有机物后所保留的无机成分，具有与天然骨组织相似的三维立体孔隙结构和化学组分。
目前临床上常用的Geistlich Bio-制备方法通过美国专利5167961号记载：
步骤一、将新鲜牛股骨锯成1cm厚骨片，反复煮沸去尽软组织。
步骤二、取皮质骨部分，切成1cm宽，以甲苯为溶剂，经索氏提取法脱脂72小时。
步骤三、脱脂皮质骨浸入乙二胺和去离子水溶液，115-119℃油浴，加热50小时，冷却，取沉淀，冷去离子水冲洗3次，100℃干燥，研磨。
基于猪骨的生物羟基磷灰石制备方法由中国发明专利ZL201210254493.2记载：
步骤一、以成猪股骨下段松质骨为原材料，去尽软组织，洗净，锯成大小约1×1×0.5cm3骨块，室温干燥备用。
步骤二、骨块在马弗炉中在空气氛围下进行升温烧结，程序控制炉内温度变化，以10℃/min的升温速率从室温升至800℃，然后在800℃维持烧结2小时，冷却至室温后取出，去离子水清洗一次，去除骨块表面的残留物，过滤，80℃干燥，获得猪骨羟基磷灰石，然后隔湿保存。
然而，基于临床观察，这类源于动物骨组织的生物羟基磷灰石的骨再生效果并不理想，表现为骨修复缓慢、材料改建速率与成骨速率不一致。
导致这一问题的根本原因在于，经理化方法制备的生物羟基磷灰石失去了活性。事实上，骨替代材料在体内的骨生成过程是材料本身、骨生成相关细胞以及免疫细胞三者共同作用的复杂过程，其中材料诱导间充质干细胞向骨生成相关细胞分化的能力称为骨诱导性，而材料影响免疫细胞极化进而调节局部微环境的炎症反应的能力称为骨免疫调控性。经理化方法制备的生物羟基磷灰石无机框架既没有骨诱导性，又不具备骨免疫调控性，因而体内成骨效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种保留了松质骨天然的多孔结构，为功能细胞提供三维空间结构，利于细胞的黏附、增殖，为细胞的生长提供良好的生长环境，有利于骨缺损修复同时具有良好的生物活性、无细胞毒性、低免疫原性的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、沉淀反应：将生物源性羟基磷灰石浸没于水溶性磷酸盐溶液中，在搅拌的条件下加入水溶性钙盐溶液与水溶性镁盐溶液，并调节溶液pH，发生沉淀反应，在生物源性羟基磷灰石上沉积掺镁纳米羟基磷灰石；
S2、水热反应：将经过步骤S1处理后的生物源性羟基磷灰石置于有氧环境下升温至180℃～200℃，陈化至少24h；
S3、过滤产物，冲洗，干燥，获得掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料。
本发明在生物源性羟基磷灰石的基础上，通过化学沉淀法和水热反应制备得到掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料，所述制备方法不仅原材料来源广泛、成本低廉，而且制备技术简单，适用于大批量生产。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法的一种优选实施方式，所述步骤S1中，生物源性羟基磷灰石来源于哺乳动物。
本发明所述生物源性羟基磷灰石来源于哺乳动物，包括猪、牛、羊、狗中的至少一种，且本发明中采用哺乳动物骨片的体积大小为3×3×0.1cm3，骨片的体积太小不利于操作，体积太大则费工费时，申请人发现当骨片的体积大小为3×3×0.1cm3时，不仅利于操作，而且还有利于去除骨片中的有机质。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法的一种优选实施方式，所述步骤S1中，水溶性钙盐溶液中的钙元素、水溶性镁盐溶液中的镁元素、水溶性磷酸盐溶液中的磷元素的摩尔比为水溶性钙盐溶液中的钙元素：水溶性镁盐溶液中的镁元素：水溶性磷酸盐溶液中的磷元素＝(7～9)：(1～3)：6；优选地，所述步骤S1中，水溶性钙盐溶液中的钙元素、水溶性镁盐溶液中的镁元素、水溶性磷酸盐溶液中的磷元素的摩尔比为水溶性钙盐溶液中的钙元素：水溶性镁盐溶液中的镁元素：水溶性磷酸盐溶液中的磷元素＝8：2：6。
申请人经过大量实验发现在本发明所述摩尔比下制备的掺镁纳米羟基磷灰石涂层改性的骨替代材料具有良好的生物活性、低免疫原性，同时其镁离子释放浓度较高，可以很好的发挥调节作用，具有更好的生物相容性和较优的成骨效果，若不按此比例添加，会导致性能显著下降。并且，当所述水溶性钙盐溶液中的钙元素、水溶性镁盐溶液中的镁元素、水溶性磷酸盐溶液中的磷元素的摩尔比为水溶性钙盐溶液中的钙元素：水溶性镁盐溶液中的镁元素：水溶性磷酸盐溶液中的磷元素＝8：2：6时制备出的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的具有更好的生物活性、低免疫原性、生物相容性且无细胞毒性，成骨效果最好。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法的一种优选实施方式，所述水溶性钙盐溶液为硝酸钙溶液，水溶性镁盐溶液为硝酸镁溶液，水溶性磷酸盐溶液为磷酸氢二铵溶液。
本发明采用硝酸钙溶液、硝酸镁溶液、磷酸氢二铵溶液进行沉淀反应，可以避免在沉淀反应中引入更多杂质离子。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法的一种优选实施方式，所述步骤S1中，加入水溶性钙盐溶液与水溶性镁盐溶液的体积比为1：1，并加入氨水调节溶液pH>11。
申请人经过大量实验发现，滴入水溶性钙盐溶液与水溶性镁盐溶液的体积比为1：1时，所述沉淀反应如下：以生物源性羟基磷灰石骨片为晶核，按以下反应生成沉淀：Ca(NO3)2·4H2O+Mg(NO3)2·4H2O+(NH4)2HPO4→Ca10-xMgx(PO4)6(OH)2，其中，x＝1，2，3，在所述体积比下制备出的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的成骨效果最好，若不按此比例添加，可能产生其他沉淀，导致成骨效果显著下降。
第二方面，本发明提供了所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法制备得到的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料。
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料具有以下两个优点：一方面，保留生物羟基磷灰石天然的三维孔隙结构这一优势，利于细胞长入、营养供给和血管化；另一方面，采用化学沉积法在生物羟基磷灰石表面涂布一层掺镁纳米羟基磷灰石，通过缓释镁离子，抑制局部微环境的炎症反应并促进新骨生成和骨缺损修复。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种优选实施方式，包括掺镁纳米羟基磷灰石和生物源性羟基磷灰石，所述掺镁纳米羟基磷灰石中镁离子与钙离子的摩尔比为镁离子：钙离子＝(1～3)：(7～9)。
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料以具备孔隙的三维立体生物源性羟基磷灰石为晶核，由纳米级别的掺镁羟基磷灰石晶体涂层修饰而成，在本发明所述镁离子的掺杂比例下，所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料可以释放较高浓度的镁离子，产生较好的调节作用，具有较优的成骨效果。若镁离子的掺杂比例太低，会导致镁离子释放浓度显著下降，从而不能产生调节作用，若镁离子的掺杂比例过高，则掺镁纳米羟基磷灰石会由于溶解度高，降解速度太快，从而导致体内实验成骨效果较差。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种优选实施方式，所述掺镁纳米羟基磷灰石为Ca10-xMgx(PO4)6(OH)2，其中，x＝1，2，3。
申请人通过细胞实验发现，在细胞培养基中以100mg/ml浸泡所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料，三日累积镁离子释放浓度为8mM～17mM，在本发明所述镁离子释放浓度下，对促炎细胞因子白介素-6(IL-6)和抗炎因子白介素-10(IL-10)具有调节作用，说明本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料可以通过掺镁纳米羟基磷灰石涂层缓释镁离子，抑制局部微环境的炎症反应。
作为本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种优选实施方式，所述生物源性羟基磷灰石晶核的直径为300-400nm，所述掺镁纳米羟基磷灰石晶体的直径为30-50nm。
以直径为300-400nm的生物源性羟基磷灰石为晶核，使所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料保留了三维立体结构和孔隙，再由直径为30-50nm的纳米级别的掺镁羟基磷灰石晶体涂层修饰，随着镁离子掺杂比例提升，掺镁纳米羟基磷灰石结晶度下降，晶体直径减小，溶解度提升，生物相容性提升，在本申请所述掺镁纳米羟基磷灰石晶体的直径为30-50nm时，具有更好的生物相容性，若掺镁纳米羟基磷灰石晶体的直径太小，会由于溶解度高，降解速度太快，从而导致体内实验成骨效果较差，若直径太大，说明镁离子的掺杂比例太低，不能发挥调节作用。
第三方面，本发明提供了所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料用于制备修复骨缺损的医用材料的应用。
本发明制备的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料可以通过掺镁纳米羟基磷灰石涂层缓释镁离子，抑制局部微环境的炎症反应，促进新骨生成和骨缺损修复，从而用于制备修复骨缺损的医用材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提取生物源性羟基磷灰石后，通过化学沉淀法和水热反应制备掺镁纳米羟基磷灰石涂层改性的生物源性骨替代材料，不仅原材料来源广泛、成本低廉，而且制备技术简单，适用于大批量生产。
(2)本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料保留了松质骨天然的多孔结构，为功能细胞提供三维空间结构，利于细胞的黏附、增殖，为细胞的生长提供良好的生长环境，有利于骨缺损修复。
(3)本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料可以通过掺镁纳米羟基磷灰石涂层缓释镁离子，抑制局部微环境的炎症反应，促进新骨生成和骨缺损修复。
(4)本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料具有良好的生物活性、无细胞毒性、低免疫原性。
附图说明
图1为本发明制备的BHA与nMgHA/BHA的扫描电镜对比图。
图2为通过实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测不同浓度Mg2+处理后，细胞内的炎症相关细胞因子基因相对表达水平的结果图。
图3为本发明制备的BHA与nMgHA/BHA浸提液处理后细胞活性对比图。
图4为本发明制备的BHA、nMgHA/BHA-a、nMgHA/BHA-b的碱性磷酸酶染色分析结果图。
图5为本发明制备的BHA与nMgHA/BHA处理后大鼠颅骨标本新生骨量对比图。
图6为本发明制备的BHA、nMgHA/BHA-a、nMgHA/BHA-bBHA的组织切片形态学定量结果图(图中新生骨组织以□标识，残留材料颗粒以▲标识)。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
在此，对实施例中的缩写进行解释：BHA：生物源性羟基磷灰石骨替代材料(Bological hydroxyapatite)；nMgHA/BHA：硝酸钙溶液中的钙元素、硝酸镁溶液中的镁元素、磷酸氢二铵溶液中的磷元素的摩尔比为硝酸钙溶液中的钙元素：硝酸镁溶液中的镁元素：磷酸氢二铵溶液中的磷元素＝8：2：6的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料；nMgHA/BHA-a：硝酸钙溶液中的钙元素、硝酸镁溶液中的镁元素、磷酸氢二铵溶液中的磷元素的摩尔比为硝酸钙溶液中的钙元素：硝酸镁溶液中的镁元素：磷酸氢二铵溶液中的磷元素＝9：1：6的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料；nMgHA/BHA-b：硝酸钙溶液中的钙元素、硝酸镁溶液中的镁元素、磷酸氢二铵溶液中的磷元素的摩尔比为硝酸钙溶液中的钙元素：硝酸镁溶液中的镁元素：磷酸氢二铵溶液中的磷元素＝7：3：6的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料。
实施例1
本实施例所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料包括掺镁纳米羟基磷灰石和生物源性羟基磷灰石，所述掺镁纳米羟基磷灰石中镁离子与钙离子的摩尔比为镁离子：钙离子＝2：8，所述掺镁纳米羟基磷灰石为Ca8Mg2(PO4)6(OH)2；所述生物源性羟基磷灰石的直径为350nm，所述掺镁纳米羟基磷灰石的直径为40nm。
实施例1所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法包括以下步骤：
S1、取猪股骨下段松质骨，去尽软组织，锯成大小约3×3×0.1cm3骨片，室温干燥，置于马弗炉中烧至800℃(升温速率10℃/min)，维持烧结2小时，冷却至室温取出，去离子水冲洗，60℃干燥，获得猪源性羟基磷灰石骨片(BHA)。
S2、分别配置硝酸钙溶液(Ca(NO3)2aq)、硝酸镁溶液(Mg(NO3)2aq)、磷酸氢二铵溶液((NH4)2HPO4 aq)，Ca(NO3)2aq中的钙元素、Mg(NO3)2aq中的镁元素、(NH4)2HPO4 aq中的磷元素的摩尔比为Ca(NO3)2aq中的钙元素：Mg(NO3)2aq中的镁元素：(NH4)2HPO4 aq中的磷元素＝8：2：6。
S3、将猪源性羟基磷灰石骨片浸没于(NH4)2HPO4 aq，在磁力搅拌器匀速(100r/min)搅拌下1：1缓慢滴入Ca(NO3)2aq与Mg(NO3)2aq，并加入氨水保持溶液pH>11；以猪源性羟基磷灰石骨片为晶核，按以下反应生成沉淀：Ca(NO3)2·4H2O+Mg(NO3)2·4H2O+(NH4)2HPO4→Ca10-xMgx(PO4)6(OH)2，完成沉淀反应后，继续搅拌2h。
S4、转移至水热反应釜锁紧，置于马弗炉中烧至200℃(升温速率为10℃/min)，陈化24h。
S5、取出反应釜，以大量冰水猝冷，待压力释放后开启反应釜，过滤产物，去离子水冲洗3-4次，60℃干燥，即制得nMgHA/BHA，备用。
实施例2
本实施例所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料包括掺镁纳米羟基磷灰石和生物源性羟基磷灰石，所述掺镁纳米羟基磷灰石中镁离子与钙离子的摩尔比为镁离子：钙离子＝1：9，所述掺镁纳米羟基磷灰石为Ca9Mg(PO4)6(OH)2；所述生物源性羟基磷灰石的直径为400nm，所述掺镁纳米羟基磷灰石的直径为50nm。
实施例2所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法与实施例1的区别为：
所述步骤S2中，分别配置硝酸钙溶液(Ca(NO3)2aq)、硝酸镁溶液(Mg(NO3)2aq)、磷酸氢二铵溶液((NH4)2HPO4 aq)，Ca(NO3)2aq中的钙元素、Mg(NO3)2aq中的镁元素、(NH4)2HPO4aq中的磷元素的摩尔比为Ca(NO3)2aq中的钙元素：Mg(NO3)2aq中的镁元素：(NH4)2HPO4 aq中的磷元素＝9：1：6。
实施例3
本实施例所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料包括掺镁纳米羟基磷灰石和生物源性羟基磷灰石，所述掺镁纳米羟基磷灰石中镁离子与钙离子的摩尔比为镁离子：钙离子＝3：7，所述掺镁纳米羟基磷灰石为Ca7Mg3(PO4)6(OH)2；所述生物源性羟基磷灰石的直径为300nm，所述掺镁纳米羟基磷灰石的直径为30nm。
实施例3所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法与实施例1的区别为：
所述步骤S2中，分别配置硝酸钙溶液(Ca(NO3)2aq)、硝酸镁溶液(Mg(NO3)2aq)、磷酸氢二铵溶液((NH4)2HPO4 aq)，Ca(NO3)2aq中的钙元素、Mg(NO3)2aq中的镁元素、(NH4)2HPO4aq中的磷元素的摩尔比为Ca(NO3)2aq中的钙元素：Mg(NO3)2aq中的镁元素：(NH4)2HPO4 aq中的磷元素＝7：3：6。
实施例4
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种实施例，本实施例通过扫描电镜观测所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料形貌结构与表征。
采用扫描电镜检测BHA与实施例1所述nMgHA/BHA样品，观察形貌结构与表征(图1)。低倍镜下BHA与nMgHA/BHA结构相似，为多孔三维结构。高倍镜下发现BHA表面为球棒状晶体，而nMgHA/BHA表面被层叠的片状晶体包裹。
实施例5
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种实施例，本实施例通过实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测不同浓度Mg2+处理后，细胞内的炎症相关细胞因子基因相对表达水平。
通过RT-qPCR检测浓度分别为0、2、5、10mM的Mg2+处理后，细胞内的炎症相关细胞因子基因相对表达水平，结果表明，随镁离子浓度升高至10mM，促炎细胞因子白介素-6(IL-6)的基因表达水平显著下调(图2)，抗炎因子白介素-10(IL-10)基因表达水平随之上升(图2)，说明本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料可以通过掺镁纳米羟基磷灰石涂层缓释镁离子，抑制局部微环境的炎症反应。
实施例6
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种实施例，本实施例通过细胞活性检测实验所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料对细胞活性的影响。
使用消毒后的BHA与实施例1所述nMgHA/BHA样品进行浸提液的制备，加入等量的完全培养基，置于37℃、体积分数为5％的CO2饱和湿度培养箱中48小时。取RAW264.7接种于孔板中，待细胞贴壁后加入浸提液，每组样品设置3个复孔，培养1、3、5天，加入CCK 8试剂，用酶标仪检测450nm波长处的吸光度以示细胞活性(图3)。BHA与nMgHA/BHA浸提液处理后，细胞活性均高于空白组。短时间内BHA与nMgHA/BHA浸提液处理后细胞活性相近；长时间培养后nMgHA/BHA浸提液处理后细胞活性最高。
实施例7
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种实施例，本实施例通过碱性磷酸酶染色实验分析所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的成骨性能。
碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase，ALP)是成熟成骨细胞的标志性酶，是体外实验中检测材料成骨性能的关键指标。染色结果表明，实施例1所述nMgHA/BHA组浸提液可以诱导成骨细胞表达大量的碱性磷酸酶(图4)。进一步定量分析表明，实施例1所述nMgHA/BHA组浸提液处理后ALP染色相对面积显著高于BHA组、实施例2所述nMgHA/BHA-a组、实施例3所述nMgHA/BHA-b组(图4)。
实施例8
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种实施例，本实施例通过动物实验检测所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料对骨生成的影响。
9只成年雄性Sprague-Dawley大鼠，随机均分三组，于大鼠颅骨两侧对称制备两个直径5mm的临界骨缺损。空白组不植入材料，实验组分别植入对应材料，缝合。术后未观察到动物感染、死亡。4周后采用显微CT图形分析系统检测，扫描大鼠颅骨，重建三维图像，分析新生骨量。空白组可见部分新生骨岛；BHA组与实施例1所述nMgHA/BHA组中，骨缺损几乎完全由高密度物质填充。通过三维图像重建进一步分析，实施例1所述nMgHA/BHA组新骨生成率高于BHA组，空白组最低(图5)。
实施例9
本发明所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的一种实施例，本实施例通过组织切片形态学定量实验分析所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料对骨生成的影响。
15只成年雄性Sprague-Dawley大鼠，随机均分5组，于大鼠颅骨两侧对称制备两个直径5mm的临界骨缺损。空白组不植入材料，实验组分别植入对应材料，缝合。术后未观察到动物感染、死亡。4周后固定颅骨标本，进行组织切片形态学定量分析。组织切片采用Masson染色，可见骨缺损部位残留的材料颗粒周围有新骨生成(图5)。进一步形态学定量分析，实施例1所述nMgHA/BHA组材料周围新骨生成率显著高于BHA组、实施例2所述nMgHA/BHA-a组、实施例3所述nMgHA/BHA-b组；实施例1所述nMgHA/BHA组材料残留率与BHA组、实施例2所述nMgHA/BHA-a相近，显著高于实施例3所述nMgHA/BHA-b组(图6)，能够在体内持续发挥作用，有效维持成骨空间，利于骨缺损修复。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、沉淀反应：将生物源性羟基磷灰石浸没于水溶性磷酸盐溶液中，在搅拌的条件下加入水溶性钙盐溶液与水溶性镁盐溶液，并调节溶液pH，发生沉淀反应，在生物源性羟基磷灰石上沉积掺镁纳米羟基磷灰石；
S2、水热反应：将经过步骤S1处理后的生物源性羟基磷灰石置于有氧环境下升温至180℃~200℃，陈化至少24h；
S3、过滤产物，冲洗，干燥，获得掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料；
所述步骤S1中，水溶性钙盐溶液中的钙元素、水溶性镁盐溶液中的镁元素、水溶性磷酸盐溶液中的磷元素的摩尔比为水溶性钙盐溶液中的钙元素：水溶性镁盐溶液中的镁元素：水溶性磷酸盐溶液中的磷元素=8：2：6；
所述步骤S1中，加入水溶性钙盐溶液与水溶性镁盐溶液的体积比为1：1，并加入氨水调节溶液pH>11。
2.如权利要求1所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，生物源性羟基磷灰石来源于哺乳动物。
3.如权利要求1所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性钙盐溶液为硝酸钙溶液，水溶性镁盐溶液为硝酸镁溶液，水溶性磷酸盐溶液为磷酸氢二铵溶液。
4.采用权利要求1~3任一所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料的制备方法制备得到的掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料。
5.如权利要求4所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料，其特征在于，包括掺镁纳米羟基磷灰石和生物源性羟基磷灰石，所述掺镁纳米羟基磷灰石中镁离子与钙离子的摩尔比为镁离子：钙离子=2：8。
6.如权利要求5所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料，其特征在于，所述掺镁纳米羟基磷灰石为Ca10-xMgx(PO4)6(OH)2，其中，x=2。
7.如权利要求6所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料，其特征在于，所述生物源性羟基磷灰石的直径为300-400nm，所述掺镁纳米羟基磷灰石的直径为30-50nm。
8.如权利要求4~7任一所述掺镁纳米羟基磷灰石改性的生物源性骨替代材料用于制备修复骨缺损的医用材料的应用。
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