[发明专利]β‑磷酸三钙/介孔生物玻璃复合支架及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于材料科学及医学领域，更具体地，本发明涉及一种多级结构的β-磷酸三钙/介孔生物玻璃复合骨修复支架材料及其制备方法和应用。

背景技术

疾病、创伤、人口老龄化及自然灾害等均可导致人体骨组织损伤，临床上对骨修复材料需求巨大。而作为黄金法则的自体骨移植手术由于其来源受限和对患者二次手术痛苦使其远远无法满足现状。

异体骨移植手术也存在生物安全隐患问题，可能对患者留下终生免疫排斥反应和带来未知疾病。

因此，人工制备骨修复材料在临床上受到了越来越多的关注。

β-磷酸三钙陶瓷(简称β-TCP)因与人体骨骼无机成分相似，生物相容性好，易生物降解吸收、无毒副作用等优良性能，被视为优良的生物降解材料。其中，多孔β-TCP生物陶瓷以其连通的孔结构和较大的比表面积，有利于骨细胞的粘附、迁移，骨组织的长入及材料在体内的降解，对材料植入后早期的骨整合和骨缺损的修复提供了有力的结构支持作用，因而得到了广泛的研究。

常见制备多孔β-TCP生物陶瓷的方法有添加造孔剂法、发泡法、有机泡沫浸渍法等。添加造孔剂工艺难以得到高的孔隙率，并且孔径分布不均匀。发泡工艺很难控制气孔分布，所制得的孔多不连通。在所有的制备多孔β-TCP生物陶瓷的方法中，泡沫浸渍法具有独特的优点，如气孔分布均匀，孔高度连通，孔隙率高达90％，且成本低廉、工艺过程简单、适于工业化大生产等优点。而泡沫浸渍法的主要缺点是多孔体的机械强度不高，主要原因在于采用的初始原料浆体在泡沫体上附着性能差，导致烧制成型的多孔材料极易塌陷，且单纯的磷酸三钙支架烧结后脆性较大。采用外加高分子粘合剂(如PVA水溶液等)可提高其附着性能，但在烧除泡沫模板后被去除，无法改善支架材料的脆性。

通过在β-TCP生物陶瓷中添加生物活性玻璃来改善基质的烧结性能和力学性能的研究已有报道，临床证实硅基生物玻璃体系在体内外具有良好的生物相容性和成骨性能(Science,2002；295:1014-1017)。

然而，现有的生物玻璃的掺杂方式为粉末固相物理混合，仍需要添加高分子粘合剂以提高浆料的粘度，且两相复合的均匀程度较低，对支架材料的增强效果不够理想。此外，利用介孔生物玻璃与β-TCP复合制备具有均匀的微米-纳米多级孔结构的骨修复支架材料的研究未见报道。

因此，本领域尚需深入研发β-TCP/介孔生物玻璃复合支架及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微纳多级结构的β-磷酸三钙/介孔生物玻璃复合骨修复支架材料及其制备方法和应用。

在本发明的第一方面，提供一种β-磷酸三钙/介孔生物玻璃复合支架材料，所述复合支架材料包含：

β-磷酸三钙和介孔生物玻璃，且

所述支架材料中具有100-800μm微米级大孔，0.2-1.5μm亚微米级小孔和1-10nm纳米介孔。

在另一优选例中，所述支架材料中具有200-500μm微米级大孔，0.5-1μm亚微米级小孔和4-7nm纳米介孔。

在另一优选例中，所述β-磷酸三钙和介孔生物玻璃的重量比为100：2-80。

在另一优选例中，所述β-磷酸三钙和介孔生物玻璃的重量比为100：5-50较佳地为100：8-45，更佳地为100：8-35。

在另一优选例中，所述β-磷酸三钙和介孔生物玻璃的重量比为100：10-30。

在另一优选例中，所述复合支架材料包含100重量份β-磷酸三钙和2-80重量份介孔生物玻璃。

在另一优选例中，所述复合支架材料包含100重量份β-磷酸三钙和5-50重量份介孔生物玻璃，较佳地为8-45，更佳地为8-35。

在另一优选例中，所述复合支架材料包含100重量份β-磷酸三钙和10-30重量份介孔生物玻璃。

在另一优选例中，所述复合支架材料由100重量份β-磷酸三钙和2-80重量份介孔生物玻璃构成。

在另一优选例中，所述复合支架材料由100重量份β-磷酸三钙和5-50重量份(较佳地为8-45重量份，更佳地为8-35重量份)介孔生物玻璃构成。

在另一优选例中，所述复合支架材料由100重量份β-磷酸三钙和10-30重量份介孔生物玻璃构成。

在另一优选例中，所述复合支架材料的孔隙率为80～95％，较佳地为85-90％。

在另一优选例中，所述复合支架材料的孔隙率为80％-90％。

在另一优选例中，所述复合支架材料的孔隙率为85％-95％。