[发明专利]生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料及其制备方法。

背景技术

磷酸三钙（TCP）是近年来发展起来的一种人工骨移植材料，它主要由钙、磷离子构成，化学式为Ca₃(PO₄)₂，与骨中的无机成分相似，包括高温型的α相和低温型的β相两种。TCP作为骨修复材料已经有三十多年的研究历史。但磷酸三钙单独作为骨修复材料使用时，又存在种种缺陷，使其在临床上的应用受到了限制。磷酸三钙主要不足有：（1）具有韧性差、脆性大、抗折强度低，不能承重，只能用于不承重的骨缺损；（2）缺乏诱导活性，材料植入骨缺损区后只能靠骨传导作用使骨组织生长，骨生长量少，需时长，骨长入深度有限，不适合修复长段骨的缺损；（3）降解速度难以控制，不能与新生骨生长速度相匹配。

γ-聚谷氨酸（Polyγ-glμtamic acid，γ-PGA）是一种可由微生物大量生物合成的氨基酸聚合物，它由D-型或L-型谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成，通常它由5,000个左右谷氨酸单体组成，相对分子质量一般在10万～100万。作为一种水溶性、生物可降解性、无毒、生物适应性的高分子聚合物，γ-聚谷氨酸具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保湿和粘结等功能，可以与其他材料聚合形成新型复合材料，在生物医学领域中，可以作为药物载体、止血剂、生物性粘着剂、组织修复，具有很大的应用前景。

发明内容：

本发明的目的是提供一种磷酸三钙分布均匀、磷酸三钙与γ-聚谷氨酸结合紧密、降解速率连续可调的生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料及其制备方法。

本发明的生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料是通过以下方法制备的，该方法包括以下步骤：

（a）将γ-聚谷氨酸和去离子水混合，搅拌直至形成透明粘稠乳液，得到γ-聚谷氨酸溶液，γ-聚谷氨酸质量百分比为2~10%；

（b）将β-磷酸三钙溶解在盐酸或硝酸水溶液中，超声波处理至完全溶解，再调节PH值为4~6，得到β-磷酸三钙溶液，β-磷酸三钙质量百分比为2.5%~25%；

（c）将步骤（b）所得的β-磷酸三钙溶液和步骤（a）所得的γ-聚谷氨酸溶液相混，得到γ-聚谷氨酸/β-磷酸三钙溶液，其中β-磷酸三钙与γ-聚谷氨酸的质量之比为5:1～1:5；

（d）在步骤（c）得到的γ-聚谷氨酸/β-磷酸三钙溶液中搅拌下逐滴加入交联剂溶液，交联剂与γ-聚谷氨酸的质量之比为1:2.5~25，继续搅拌直至溶液中出现白色胶状悬浮物质，停止搅拌；

（e）待胶状物质全部沉积后，继续搅拌溶液，并逐滴滴加碱溶液，直至pH值为6～7时停止滴加；

（f）在步骤（e）得到的溶液中加入α-磷酸三钙粉末，α-磷酸三钙的浓度为质量体积比0～25%，快速搅拌均匀；

（g）若步骤（f）的溶液中无α-磷酸三钙，则将溶液静置，除去上清液，倾入模具中，然后置于液氮中冷却5～15min，冷冻干燥；若步骤（f）的溶液中含有α-磷酸三钙，则快速搅拌，固化前倾入模具，然后置于液氮中冷却20～30min，冷冻干燥，消毒，洗涤，再次冷冻干燥，而得到本发明的生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料。

本发明γ-聚谷氨酸的来源是按照专利公开号为：CN1932007A，发明名称为：γ-聚谷氨酸产生菌及其利用该菌株制备γ-聚谷氨酸的方法制备获得。

所述的步骤（b）的盐酸或硝酸水溶液优选为0.1mol/L盐酸或硝酸水溶液。

步骤（d）中所述的交联剂可以为聚缩水甘油醚，包括烯丙基缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚或聚环氧乙烷山梨醇聚缩水甘油醚及其混合物。进一步优选为质量浓度为1%的交联剂水溶液。

步骤（e）所述的碱溶液包括氢氧化钠溶液或者氨水。

步骤（g）中所述的消毒优选为将材料放入体积分数75%的乙醇水溶液中反复浸泡，一般3～6次，每次12～24h。

步骤（g）中所述的洗涤是通过真空抽滤法，加入5倍体积水反复洗涤。

本发明通过控制液氮中冷却时间，可以控制生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料内部的孔径大小，按照本发明的液氮冷却时间，制备的生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料内部的孔径在60μm~280μm之间，孔隙率在64%~85%。

为了减少材料冷冻干燥的时间，采用表面带有微孔的模具为好。