[发明专利]核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒及制备

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料制备技术领域，具体涉及一种核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒及其制备方法。

背景技术

硫酸钙(CS)作为骨移植材料应用于临床已有100多年的历史，其在人体内的安全性早已被众多实验所证实。硫酸钙具有组织相容性好，骨诱导活性高、生物降解后形成的微酸性环境及磷酸钙晶体能够吸引破骨细胞，加速新骨形成等特点。但是，硫酸钙在体内降解速度过快，成为限制其临床应用的一个因素。

美国Wright医疗技术公司相继研发出的医用硫酸钙骨替代物OsteoSet和MIIG系列，都以特定形状和大小的α-半水硫酸钙为基础。该医用级硫酸钙具有稳定的三维构型，使得新骨能按此构型进行重塑，并尽可能地使新骨与正常骨的质地、强度和外形相吻合。其纯度高、杂质少，晶体结构高度一致，植入体内后其吸收速率稳定，不过其吸收速率相对新骨生长速度仍然较快。

目前研究和应用较多的作为生物活性材料的磷酸钙为羟基磷灰石和磷酸三钙。其中，羟基磷灰石与骨组织有相似的化学成分、晶体结构，易于被宿主骨利用，降解缓慢，具有良好的骨传导作用。可注射性磷酸钙骨水泥又称自固化骨水泥，操作简便，生物相容性好，能够注射入骨缺损处，原位固化，适应骨缺损进行塑形，符合微创外科的要求，已成为各国学者的一个研究热点。但是通常其降解缓慢，在体内存留时间长，达不到在治疗期内完全降解的要求，影响了新骨的长入，广泛应用受到一定程度的限制。

针对硫酸钙吸收速率过快，而磷酸钙降解缓慢的问题进行研究和报道也很多，目的都是结合两者的优势，制备出具有良好生物性能的复合材料。专利号为ZL200710063903.4的中国发明专利公开了一种新型无机植骨材料，由β-磷酸三钙和α-半水硫酸钙按一定的质量分数配比组成；申请号为201010201897.6的中国发明专利申请公开了一种自成孔磷酸钙骨水泥支架的制备方法，将一定硫酸钙加入到可注射磷酸钙骨水泥，制备出新型的复合骨水泥；申请号为201010185090.8的中国发明专利申请公开了一种基于纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙的复合骨修复材及其制备方法，将α-半水硫酸钙、羟基磷灰石和添加剂形成复合骨修复材料。但其微观结构中硫酸钙和磷酸钙只是简单的混合，其溶解与降解行为特性仍遵循硫酸钙与磷酸钙自身的特点，并未得到良好的调控。

发明内容

本发明提供了一种核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒及其制备方法，实现α-半水硫酸钙/羟基磷灰石在微观结构中的复合，以调整单纯α-半水硫酸钙的快速固化，改善其注射性能，并根据微观结构中包裹程度的不同，可以调控其生物降解性能。

一种核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒，具有羟基磷灰石包裹α-半水硫酸钙的微观结构，所述的α-半水硫酸钙通常为圆柱状或六方α-半水硫酸钙。

所述核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒，由以下方法制备得到：

(1)在去离子水中加入有机类转晶剂和无机盐类转晶剂，搅拌至完全溶解，制得转晶溶液；其中，所述有机类转晶剂为柠檬酸钠、柠檬酸、琥珀酸或草酸钾，所述无机盐类转晶剂为硫酸镁、硫酸铝或硫酸钾；所述有机类转晶剂的质量为所述去离子水质量的0.05％～0.2％，所述无机盐类转晶剂的质量为所述去离子水质量的0.5％～2％；

(2)向所述转晶溶液中依次加入二水硫酸钙和羟基磷灰石，形成固液混合体系；其中，所述二水硫酸钙与所述去离子水的质量比为1∶(2～6)，所述羟基磷灰石∶二水硫酸钙的质量比为(0.1～1)∶1；

(3)将所述固液混合体系置于130～160℃的水热釜中恒温处理4～8小时后，从所述水热釜中滤出粗产物；

(4)将所述粗产物用90～100℃的水清洗，再在90～110℃干燥，得到α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒。

优选的技术方案中，所述有机类转晶剂的质量为所述去离子水质量的0.05％，所述无机盐类转晶剂的质量为所述去离子水质量的2％。

优选的技术方案中，所述二水硫酸钙与所述去离子水的质量比为1∶4，所述羟基磷灰石∶二水硫酸钙的质量比为0.75∶1。

本发明中，以去离子水为溶剂，溶解入适量的有机类转晶剂和无机盐类转晶剂，添加二水硫酸钙粉末和羟基磷灰石，并在一定的工艺参数下通过水热合成的方法制备得到具有核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒，该复合颗粒具有羟基磷灰石包裹α-半水硫酸钙的微观结构。