[发明专利]一种骨修复材料及其制备和使用方法

说明书

技术领域： 

本发明涉及一种生物材料及其制备和使用方法。

背景技术：

骨科临床工作中发生骨缺损的原因是多种多样的，例如骨肿瘤及骨髓炎切除术后、畸形矫形术后及创伤。另外，长骨的干骺端因多为松质骨，在发生压缩骨折后，也可造成骨缺损，且多涉及关节面，会显著影响关节功能。目前，治疗骨缺损的金标准仍为自体骨移植，但自体骨移植存在来源有限及需额外手术创伤的缺点，故对于骨量巨大的骨缺损，自体骨移植并不现实。同种异体骨易因其机体的免疫排斥反应，而异体骨更存在着生物相容性差的缺点，故临床使用很有限。

随着生物材料科技的快速发展，骨修复材料日益增多，其主要可以分为两大类：一是生物类骨修复材料，如珊瑚、壳聚糖、羟基磷灰石、脱钙骨基质、生物陶瓷等，二是全人工合成骨修复材料，如磷酸钙基、硫酸钙基材料及聚乳酸、聚乙二醇等聚合物。在众多材料中，因其良好的生物相容性及骨传导性，硫酸钙的使用是最为悠久的。半水硫酸钙的存在形式可分为两种：α-半水硫酸钙及β-半水硫酸钙，α-半水硫酸钙和β-半水硫酸钙遇水均转化为二水硫酸钙。临床使用时，由于体液混合，硫酸钙的最终产物即二水硫酸钙。而α-半水硫酸钙和β-半水硫酸钙的区别在于α-半水硫酸钙转化而成的二水硫酸钙在密度和强度上均优于β-半水硫酸钙，故现在临床应用的硫酸钙均为α-半水硫酸钙。硫酸钙具有良好的生物相容性，有学者证实相比其他骨修复材料，硫酸钙对于细胞的生存及迁移更为优越，且在体内实验中几乎观察不到炎症形成。其生物活性主要是由于其可持续释放大量钙离子，造成局部的浓聚，故可以刺激成骨细胞分化，从而促进成骨。还有学者发现硫酸钙可以促进填充部位的微血管再生。

锶，作为可以调节骨代谢一种微量元素，已经被广泛证实可以促进成骨细胞增殖及抑制破骨细胞活动，从而加速骨重建。口服药雷奈酸锶已经应用于骨质疏松患者的治疗，且其疗效已经得到证实。另外，由于锶离子可替代钙离子，故可通过控制锶元素的含量来控制材料的降解率。含锶材料的开发也日益增多，中国发明专利200810301291.2通过将α-半水硫酸钙和含锶化合物进行机械混合来制备新型材料，其缺点是难以保证各成分的均一性。而中国发明专利201110257822.4在制备含锶二水硫酸钙后，直接将其在150℃-170℃下进行热处理，这种方法极易混杂产生β-半水硫酸钙，从而导致生成的二水硫酸钙的强度不足，不足以满足临床使用。

医用级硫酸钙对材料的要求较高，根据目前获得的专利信息及国内外相关文献来看，硫酸钙需要一种优化和改进的方法来扩大其应用范围和改善其效果。

发明内容：

本发明目的在于提供一种更为优质的可降解的具有生物活性的骨修复材料及其制备和使用方法。

本发明的骨修复材料是这样实现的，由含锶化合物及α-半水硫酸钙组成，锶的摩尔量占钙和锶总摩尔量的0.1%-10%。

本发明的骨修复材料的制造方法是这样实现的，

包括：

1）共沉淀法制备含锶CaSO₄·2H₂O  ，

原理：CaX₁+Y₁SO₄= CaSO₄↓+2Y₁X₁

             SrX₂+Y₂SO₄= SrSO₄↓+2Y₂X₂

将含有Ca²⁺和Sr²⁺的化合物按一定的含锶摩尔比进行混合，加入去离子水制成水溶液，然后将含混合液的烧杯放置于搅拌器上，再将与Ca²⁺和Sr²⁺的的量相配的含有SO4^2-的溶液逐滴加入前述混合液中，滴入过程中保持28—32℃加热、持续搅拌，滴入完毕后通过加热维持28—32℃及搅拌2.5—3.5小时，生成的沉淀经过滤、洗涤及干燥后，制成含锶二水硫酸钙；

 2）水热法制备含锶CaSO₄·0.5H₂O

将步骤1）生成的产物按固体/液体=12—18wt%的液固比与去离子水进行混合，加入0.8—1.2wt%硫酸铝和0.08—0.12wt%酒石酸钾钠作为复合转晶剂，利用水热反应釜在1.5—2.5个大气压125—135℃下反应5—7小时，然后趁热将沉淀进行过滤、洗涤、干燥及球磨，即制得含锶α-半水硫酸钙。