[发明专利]骨修复复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机/无机复合材料及组织工程技术领域，涉及一种骨修 复复合材料，本发明还涉及该骨修复复合材料的制备方法。

背景技术

全世界每年有数以百万人因外伤或疾病造成骨组织损伤，许多人因为缺 乏合适的移植材料而残废，甚至死亡。常用的骨修复材料主要有以下几种： (1)生物衍生材料。指由天然生物组织经过处理而形成的一类材料，对于 骨组织工程，主要包括自体骨、异体骨和珊瑚等。生物衍生材料的优点是生 物相容性好，力学性能匹配；缺点是来源有限，难以进行标准化大量生产， 且材料本身常常含有细菌和病毒，不易完全消毒。(2)生物医用金属材料。 常用的金属材料主要是不锈钢、钴基合金、钛及钛合金。金属材料的优点是 强度高，缺点是硬度与弹性模量太大，与骨组织本身不匹配，因而造成金属 与骨组织接触处组织发炎甚至坏掉。由于生理腐蚀造成金属离子向周围组织 扩散，常常导致对组织产生毒副作用，另外金属材料磨损产生的碎屑对身体 有不良的影响。(3)生物医用陶瓷材料。生物陶瓷按照体内性质可分为两类： 生物惰性陶瓷，如氧化铝、氧化锆等，这类材料一般结构稳定，强度、耐磨 性和化学稳定性好，缺点是无生物活性，无法诱导骨组织形成；另一类是生 物活性陶瓷，主要包括羟基磷灰石、磷酸三钙、生物玻璃等，这类材料或者 在生理环境中可通过其表面发生的生物化学反应与生物体组织形成化学键 性结合，或者可在生理环境中逐步降解吸收，并为新生组织替代。生物陶瓷 的缺点是疲劳强度低，韧性差，制造复杂形状困难，在一定程度上限制了其 应用。(4)生物医用高分子材料。分为两类：非降解高分子材料和可降解高 分子材料。非生物降解高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚 酯、聚硅氧烷、聚甲醛等，这类材料在生理环境中能长期保持稳定，不发生 降解、交联和物理磨损。可降解高分子材料主要有胶原、甲壳素及其衍生物、 聚氨基酸、纤维素、聚酯等。然而在骨组织工程材料中，高分子材料的力学 强度常常不能达到骨组织工程的需要。(5)生物医用复合材料。复合材料是 指由金属、陶瓷和高分子材料中的两种或两种以上材料复合而成的一类材 料。另外，也可将活体组织、细胞、生长因子或药物引入复合材料中，可大 大改善其生物学性能，拓展其功能性。复合材料由于择原材料的优点而避其 缺点，因而具有更好的属性及更广泛的应用。

人体骨组织主要由高强度的纳米羟基磷灰石和胶原蛋白组成。胶原蛋白 含有大量的脯氨酸和羟基脯氨酸。这些具有环状分子结构的脯氨酸和羟基脯 氨酸对胶原的力学性能和生理学性能有非常重要的影响。

现有技术的高聚物/纳米无机物的复合材料主要有三类：(1)非生物降解 高分子/纳米无机材料的复合材料，如聚酰胺/纳米无机材料、聚氨酯/纳米无 机材料、硅橡胶/纳米无机材料制备，而聚酰胺、聚氨酯、硅橡胶属于非生物 降解高分子材料，长期置于体内，力学性能发生变化，对人体健康有不利影 响。(2)还有一些是天然高分子/纳米无机材料的复合材料，如胶原/纳米无 机物、壳聚糖/纳米无机物。相对而言，天然高分子材料强度一般都较低，其 复合材料强度一般也较低，所以作为骨修复材料也有不利之处。(3)再有一 些是合成类生物降解高分子/纳米无机材料的复合材料，合成类生物降解高分 子为聚乳酸(聚丙交酯)，聚乙醇酸(聚乙交酯)、聚己内酯等生物降解的高 分子材料，但聚乳酸(聚丙交酯)、聚乙醇酸(聚乙交酯)及其共聚物降解 产物呈酸性，易造成人体的非细菌性感染，聚己内酯则力学性能较差。同时 聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物均为疏水性的，不利于细胞附着、 分化，所以制备的骨修复材料也不是十分理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种骨修复复合材料，属于生物可降解高分子材 料，强度高，降解产物为中性，生物相容性更优异，适合用作制备骨修复材 料。

本发明的另一目的是提供上述骨修复复合材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种骨修复复合材料，按质量百分比，该 复合材料由以下组份组成：共聚氨基酸30％-50％，纳米无机物50％-70％， 以上各组份总量100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种骨修复复合材料的制备方法，按 以下步骤进行：

步骤1，