[发明专利]增强型医用复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，尤其是指一种医用可降解增强复合材料的制备方法。 

背景技术

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简写为HA）是人体骨骼中最主要的无机盐成分，可降解、具备良好的骨相容性和诱导性。目前HA作为骨修复材料、人工关节涂层以及其他金属种植体涂层在临床上得到了广泛应用。自上世纪90年代以来，为了进一步提高扩大HA在临床上的使用范围，人们开始研究HA纤维的合成技术，试图采用HA纤维替代一些惰性纤维在临床的应用。目前关于HA纤维制备研究有以下一些方法：水热条件下磷酸二氢钙的溶解-再沉淀法、均匀沉淀法、高温固相合成法等。但是由于HA的结构和性质对制备条件敏感，结晶性和热力学稳定性通常不足，要制备出同时满足长度、均匀性、形貌尺寸等可控的HA纤维，特别是高长径比的HA纳米纤维十分困难。 

高长径比纳米级单晶ＨＡ纤维在形成过程中对条件要求十分敏感，相同方法制备出的HA在尺寸上会有极大的差异。目前的研究和报道的微米级的HA纤维的长径比值都在几十到一百多；纳米级HA多为短棒状或针状，长径比更小。而更高长径比的纳米级或微米级HA单晶纤维制备方法的尚未报道。同时现有的报道的一些制备方法还存在纤维的分散性较差，团聚等缺点，这都会导致最终增强效果的不理想，无法获得理想的医用增强复合材料。 

发明内容

本发明解决的主要技术问题是提供一种新型的高强度可承力的医用增强复合材料及其制备方法。 

为解决上述技术问题，提供一种增强型医用复合材料，是由纳米或微米级羟基磷灰石HA纤维单晶增强在受力部位使用的生物医用基材而成的。 

所述在受力部位使用的生物医用基材选自牙桩树脂材料、聚甲基丙烯酸甲酯类聚合物、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚(ε-己内酯)及其共聚物、聚羟基烷基酸酯类聚合物、聚对二氧杂环已酮及其共聚物中的一种或几种。 

所述纳米或微米HA纤维中的钙磷元素Ca/P摩尔比为1.50~1.90；其中纳米HA纤维的直径在1~500nm，平均长度超过200μm，最大长径比达1000~5000；所述微米级的HA纤维的直径大于0.5μm、小于20μm；长径比大于200、小于2000。 

进一步地，所述纳米或微米HA纤维中掺杂有微量元素；所述微量元素选自银、锶、镁、锌、氟、碳、铜元素中一种或多种微量元素离子；HA纤维中微量元素含量为0.01~7.8%。 

本发明还提供增强型医用复合材料的制备方法，包括以下步骤： 

步骤1：选取一定的溶剂将医用聚合物溶解，配制成溶液；

步骤2：将纳米HA纤维单晶、微米HA纤维单晶或者二者的混合物在有机溶剂中超声分散形成均匀的纤维溶液；

步骤3：将步骤1和2的溶液按照一定的比例混合，并搅拌形成均匀的混合液；

步骤4：成型加工成所需要的医用增强复合材料。

所述步骤1的医用聚合物主要是指在受力部位使用的生物医用基材，所述在受力部位使用的生物医用基材选自牙桩树脂材料、聚甲基丙烯酸甲酯类聚合物、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚(ε-己内酯)及其共聚物、聚羟基烷基酸酯类聚合物、聚对二氧杂环已酮及其共聚物中的一种或几种；所用溶剂选自氯仿、四氯化碳、1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基亚砜等中一种或几种的混合物；聚合物溶液的浓度为1-30%；聚合物的分子量在3万-30万之间。 

步骤2中的有机溶剂选自氯仿、四氯化碳、1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基亚砜等中一种或几种的混合物，纤维溶液的浓度为1-10%。 

所述步骤3中的混合比值为0.01-20。 

当所述第4步骤成型加工成的医用增强复合材料为HA纤维增强的多孔支架及骨修复材料时，该第4步骤的成型加工工艺为：将步骤3的混合液放入模具中，冷冻干燥，制备得到HA纤维增强的多孔支架材料或骨修复材料。 

或者，当所述第4步骤成型加工成的医用增强复合材料为HA纤维增强骨科固定器械时，该第4步骤中成型加工工艺包括以下步骤： 

A) 将步骤3的混合物进行冷冻干燥或直接烘干；

B) 放入热熔挤出制造粒机，制备含HA纤维的聚合物颗粒；

C) 含HA纤维的聚合物颗粒加入到热压成型机内，加工成不同尺寸的骨板或骨钉;

E) 然后灭菌包装。

所述步骤2的HA纤维是由以下步骤制成： 

a)：配制一定浓度的稀硝酸溶液，加入一定量的钙盐和磷酸盐，配制成含有一定钙离子和磷酸根浓度的溶液；