[发明专利]一种镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合成型材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于医学外科用材料制备技术领域，特别是一种镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合成型材料的制备方法。       

背景技术

目前在治疗骨折、骨创伤领域，聚乳酸（PLA）类材料因具有良好的可生物降解吸收性，已广泛应用到组织工程支架制备中，是迄今应用最广泛的骨内固定材料之一。但是单纯的PLA骨折内固定器还不能很好的满足骨骼的固定要求，因此需采用与其他材料复合以满足临床要求。采用金属镁和羟基磷灰石（HA）与PLA复合，是一种新型的可降解植入材料的设计。镁（Mg）具有良好的生物相容性，其腐蚀降解呈碱性，将其与PLA材料复合，可中和早期PLA降解产生的局部酸性，减少体内无菌性炎症发生的可能性；其次，HA与人类自然骨中的主要无机成分类似，具有骨结合能力及良好的生物相容性，便于骨折早期愈合，同时对X-射线有阻拒作用便于临床显影观察，将其与PLA复合，有助于提高材料的初始硬度和刚性，并且随着PLA的降解，HA在体内逐渐转化为自然骨组织，从而提高材料的骨愈合能力和生物相容性。

但迄今为止，该类复合材料的制备方法在以下方面仍没有得到很好的解决。首先，在PLA基体中HA颗粒的大小均匀性及分散均匀性问题：1）中国专利200710032725.9公布了一种基于热熔融共混法制备HA/PLA复合材料的方法，但是其制备的材料存在明显的局部团聚现象；2）中国专利200910153388.8公布了一种溶液共混法，该方法改善了HA的分散性，但是该方法所使用的HA颗粒，由于硬团聚结合而颗粒较大，而且通过物理分散方法，很难使其彻底分散成大小较均匀的颗粒，这在较大程度上影响了复合材料均衡的力学性能及降解速率，影响临床使用效果；3）中国专利201010557114采用明胶将HA制备成水溶胶，与溶有PLA的有机溶剂混合，但是这种方法引入了明胶成分，在后期材料成型时会引发材料内孔洞。其次，在制备过程中，易造成PLA分子量不必要的损失。因为在添加Mg时，常规方法是使用双螺杆挤出机造粒或转矩流变仪熔融共混，但是其工作温度较高，接近PLA分解温度。PlA分子量的损失降低了复合材料的力学强度，同时加快了材料的降解速度，减小了材料的临床适用范围。因而需要进一步研究改善该类复合材料性能的新方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题，提供一种镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合成型材料的制备方法，该制备方法可提高HA颗粒大小的均匀性及分散均匀性，且减少在制备过程中PLA分子量的损失。

本发明的技术方案：

一种镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合成型材料的制备方法，步骤如下： 

1）将Ca(NO₃)₂·4H₂O和(NH₄)₃PO₄·3H₂O分别用去离子水配成水溶液，然后将Ca(NO₃)₂·4H₂O水溶液加热至90℃，调节pH值为8～9，按1滴/秒速率滴加(NH₄)₃PO₄·3H₂O水溶液并同时搅拌，滴加完后，在恒温90℃条件下继续搅拌30min，然后缓慢降温至60℃，维持30min，制得羟基磷灰石（HA）水溶液；

2）在50-100℃温度下，将聚乳酸（PLA）溶于有机溶剂中，搅拌均匀后，将上述HA水溶液加入溶PLA的有机溶剂中，搅拌30min后升温至70℃并恒温24h，真空干燥12h后，制得HA/PLA复合材料；

3）在50-100℃温度下，将上述HA/PLA复合材料溶于有机溶剂中，搅拌均匀后得到溶有HA/PLA的有机溶液，将Mg粉颗粒加入溶有HA/PLA的有机溶液中，搅拌30min后升温至70℃维持24h，真空干燥12h后，制得Mg-HA/PLA复合材料并进行切粒；

4）在170-185℃温度下，将上述粒状Mg-HA/PLA复合材料利用精密注塑机采用高射速和高射压进行注塑成型，注塑机工作区温度为180℃、180℃、185℃，喷嘴温度为185℃，冷却后出模即可制得镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合成型材料。

所述硝酸钙水溶液和磷酸铵水溶液的质量百分比浓度为5-40%，硝酸钙和磷酸铵混合液中Ca与P的摩尔比为1.67，羟基磷灰石水溶液浓度为0.01 – 0.5g/ml，羟基磷灰石大小为0.1 - 100μm。