[发明专利]能促进血管再生的可吸收骨科器械材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有特殊功能的可吸收骨科内固定器械及其制备方法，在使用降解过程中能缓慢释放出可促进血管再生的铜离子，具有促进胶原沉积和血管再生的功能，属于骨科器械技术领域，具体为一种能促进血管再生的可吸收骨科器械及其制备方法。 

背景技术

近些年来，用可降解高分子材料如聚乳酸、聚乙醇酸等加工制备的可吸收骨钉、骨板等骨科内固定器械因可降解而无需二次手术取出、应力遮挡效应小等优点受到越来越多的关注。但用为骨科器械，它们也存在X光吸收能力弱、显影效果差等问题。骨科器械植入人体前都要进行杀菌消毒处理，但是在手术和手术后的治愈过程中伤口处仍会不可避免地感染细菌，严重的话会引起炎症，造成植入物失效，更重要的是，可吸收骨科器械在降解过程中逐渐释放出的酸性降解产物和颗粒物质都会引起周围机体产生炎症，因此，在骨折愈合的整个过程中，可吸收高分子骨科器械如何有效降低感染细菌的几率，同时又能促进周围骨组织及其它机体组织的生长是其植入成功的关键要素之一。 

最近的研究表明：铜离子能促进胶原沉积和血管再生（Catherine Gerard，et al.Biomaterials，31(2010):824-831），因此，若将铜离子负载到可吸收聚合物骨科器械中，可促进骨折区域血管的再生，加速骨折的愈合。此外，铜离子是人体健康不可缺少的微量营养素，它是人体内血蓝蛋白的组成元素，对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑子和肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。铜离子还具有杀菌作用，主要通过与带负电的微生物膜牢固吸附，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，造成细胞丧失分裂增殖能力而死亡，如含铜的317L不锈钢对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出良好的抗菌性能（Ling Ren，et al.Materials Science and Engineering C,32(2012):1204-1209）。 

因此，将铜离子或铜离子引入目前临床使用的可吸收聚合物骨钉、骨板等中，通过可吸收骨科固定器械使用降解过程中缓释铜离子，即可促进骨折区域血管的再生，加速骨折的愈合，同时，铜的抗菌效应能有效降低手术感染细菌的几率， 从而实现可吸收骨科器械的高性能化、多功能化。 

目前临床使用的可吸收高分子骨科器械不具有杀菌、促进血管再生以及显影功能，易导致炎症，愈合周期长，且在体内植入过程中无法对其降解吸收行为进行X光定期诊断和监控。将铜离子引入该类骨科器械中，通过可吸收骨科固定器械使用降解过程中缓释铜离子，即可促进骨折区域血管的再生，加速骨折的愈合，同时，铜的抗菌效应能有效降低手术感染细菌的几率，从而实现可吸收骨科器械的高性能化、多功能化。但由于含铜的盐类或陶瓷颗粒与聚合物浸润性差，界面结合不理想，其加入会恶化该类骨科器械本身就不理想的力学性能。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种具有促进血管再生功能的可吸收骨科器械及其制备方法，即通过选用理想的可降解载体材料和负载技术，将具有促进血管再生生物学效应的铜离子有效负载到可吸收高分子聚合物骨科器械内，使得该可吸收高分子聚合物骨科器械在手术植入体内的使用过程中，能通过自身的降解，主动释放出适量的铜离子，达到促进骨折部位血管再生，加速愈合的目的。理想的铜离子载体材料应该自身也具有可降解特性，同时，应尽可能提高铜离子在可吸收高分子聚合物骨科器械内的负载含量，以提升骨科器械的促进血管再生性能。因此，本发明解决的关键技术问题还包括了可降解载体材料的选择、能提高铜离子负载量的负载技术、可降解聚合物的补强增韧技术等。 

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种能促进血管再生的可吸收骨科器械材料是由可吸收高分子聚合物和弥散分布在聚合物中用于补强增韧的石墨烯、负载有铜离子的可降解载体材料组成，并经热压力成型制备而成，在使用降解过程中能缓慢释放出可促进血管再生的铜离子，其中，载体材料为表面具有含羟基磷灰石相的多孔陶瓷层的纯镁或镁合金丝材或板材，采用电泳-微弧氧化法与化学浸渍离子交换反应法复合形成的双重负载方法，将铜离子负载在载体材料上，所述载体材料的体积分数为10%～75%，其表面多孔陶瓷层的微孔孔径为1～50μm，层厚为1～100μm，石墨烯的体积百分比为0.01%～5%。 

可吸收高分子聚合物为可吸收的聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚酰胺的一种或者其中两种或两种以上它们的共聚物或共混物。 

本发明的能促进血管再生的可吸收骨科器械材料的制备方法的具体制备步骤如下：