[发明专利]医用多孔复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于骨缺损的填充和修复及骨移植的高强度骨科植入材料，具体涉及一种医用多孔复合材料，属于生物医学材料技术领域，

背景技术

骨科植入材料目前已成为骨移植、骨缺损的填充和修复手术所不可缺少的材料，近几十年来的临床研究表明，金属类骨植入材料的弹性模量对于其使用效果至关重要。由于金属材料与人骨之间的弹性模量存在差异，植入材料中会出现“应力屏蔽”现象，为了解决这个问题，需要获得尽可能低的弹性模量的医用金属材料，而实体材料的多孔化可以显著降低材料的弹性模量和强度。

目前多孔结构骨植入材料的种类有许多，其中缠绕型多孔材料为完全三维贯通孔结构，由于制备工艺简单、成本较低，尤其具有优秀的柔韧性和较长的疲劳寿命，使其备受青睐。但是由于弹性模量和屈服强度较低，该缠绕型多孔材料在一些受力较大的骨科应用场合受到了限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有缠绕型多孔骨科植入材料的不足及其应用的局限性，提供一种高强韧性的医用多孔复合材料，在保持优秀柔韧性的同时显著提高其弹性模量和屈服强度，该医用多孔复合材料的弹性模量、强度、孔径和孔隙率与自然骨具有非常好的匹配度，同时具有较低的制备成本。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种医用多孔复合材料，其包括有缠绕型多孔基体和覆盖于其上的增强层，所述缠绕型多孔基体由医用的金属丝绕制编织而成，该金属丝之间充满了贯通的孔隙，并且各金属丝的相互搭接处形成节点，该缠绕型多孔基体的孔隙率为30%—90%，所述增强层由医用高分子材料聚合固化于所述金属丝的表面而成，并且将所述节点固定，使所述金属丝在该节点处形成永久的固定连接，该增强层的体积分数为0.5%—30%，所述复合材料的孔隙率为20%—80%。

所述的复合材料的拉伸屈服强度为20KPa—90MPa，拉伸弹性模量为100KPa—20GPa，抗压强度为3.0MPa—180MPa，压缩弹性模量为12MPa—25GPa。

所述的金属丝为医用的钛丝、钛合金丝、不锈钢丝或钽丝，其直径为0.01mm—3mm。

所述的增强层的医用高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚富马酸羟基丙酯、聚羟基烷基酸酯、聚乙烯、蚕丝纤维或羧甲基化壳聚糖。

所述的缠绕型多孔基体经过硅烷表面处理。

本发明通过与生物高分子材料复合，在缠绕型多孔基体的节点之间的单体溶液原位聚合生成高分子材料，或者熔化的聚合物在该节点上再凝固，使得缠绕型多孔基体内部形成多个永久固定的节点，因此与现有技术相比，其有益效果在于：极大地提高了所述医用多孔复合材料的力学性能；若在与生物高分子材料复合之前缠绕型多孔基体经过硅烷表面处理，或者经过其他改善增强材料与基体材料之间结合力的表面处理，则能够进一步提高所述医用多孔复合材料的强度和弹性模量。本发明在保持优秀柔韧性的同时显著提高了其弹性模量和强度，其弹性模量、强度、孔径和孔隙率与自然骨具有非常好的匹配度，所述医用多孔复合材料具有优良的骨传导和骨诱导特性，同时具有较低的制备成本，能够很方便地制备成各种形状、各种尺寸的骨植入材料或假体材料，用作骨替代、骨填充、骨修复等领域中的对强度要求较高的骨科植入材料。

附图说明

图1是本发明缠绕型多孔基体的示意图。

图2是本发明的局部示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作详细说明。

本发明是一种医用多孔复合材料，其包括有缠绕型多孔基体和增强层，该增强层覆盖于缠绕型多孔基体的上面。

请参阅图1，所述缠绕型多孔基体由医用的金属丝采用常规的绕线编织机械和常规的缠绕工艺绕制编织而成。该金属丝之间充满了贯通的孔隙，并且各金属丝的相互搭接处形成节点，该缠绕型多孔基体的孔隙率为30%—90%。所述的医用的金属丝为医用的钛丝、钛合金丝、不锈钢丝或钽丝，其直径范围为0.01mm—3mm。

所述的缠绕型多孔基体在与医用高分子材料复合之前可以经过硅烷表面处理，或者经过其他改善增强材料与基体材料之间结合力的表面处理，该结合力的改善能够进一步提高所述医用多孔复合材料的强度和弹性模量，同时柔韧性不会降低。