[发明专利]一种多孔人工骨及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔人工骨及其制备方法。一种多孔人工骨，为蜂窝网格状，主要由PLGA和MgSr‑TCP复合而成；MgSr‑TCP中Mg+Sr+Ca与P的摩尔比为1.45~1.70；MgSr‑TCP中Mg的摩尔分数为1%~20%，Sr的摩尔分数为0.5%~10%。制备方法为用3D打印法制备MgSr‑TCP蜂窝网格框架后置于快速成型制备的负形中；再将含有PLGA的浆料和纳米级氯化钠颗粒混合震荡，再负压灌注入蜂窝网格框架中，再冷冻干燥24h去除溶剂；用去离子水浸泡，每6h换水一次，24h后置于烘干机中干燥。本发明硬度、韧性更佳，生物力学优化。有效中和PLGA降解后局部酸性，降低炎症，加强人工骨的强度，促进人工骨的降解，有利于成骨细胞的粘附、增殖。制备方法简单，可设计不同形状的框架，满足个体化需求，更加灵活与智能化。

技术领域

本发明涉及生物医学材料领域，尤其涉及一种多孔人工骨及其制备方法。

背景技术

在骨科领域，由于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损十分常见。目前，目前常用的骨修复材料包括自体骨和金属假体。但是自体骨的来源有限，不适用于大范围骨缺损的修复。另一方面，异体骨移植也是一种有效方法，但是也存着排异反应、供需矛盾以及病毒和疾病传播等问题，还增加了患者的创伤和痛苦。而金属假体存在松动、断裂等问题。因此，应用组织工程技术，使用生物材料制造的人工骨，替代材料移植修复骨缺损成为医学重点。

目前制造人工骨最常用生物材料是聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），它是由两种单体聚乳酸和羟基乙酸随机聚合而成，它具有良好的生物相容性和完全的生物降解性，但其本身也存在一定的缺陷，例如机械强度低、可塑性差及骨结合力弱、硬度和韧性达不到要求等。而且PLGA降解后形成的局部酸性也会导致周围器官和组织产生炎症，这也是人工合成的可降解聚酯类聚合物作为生物材料使用时所共有的缺陷。目前制造的人工骨也比较单一，没法满足个性化的小批量生产需要。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种多孔人工骨，解决现有人工骨机械强度低、可塑性差及生物相容性差、硬度和韧性达不到要求、降解后产生炎症等问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种多孔人工骨，为蜂窝网格状，主要由PLGA和MgSr-TCP（镁锶磷酸三钙）复合而成；所述MgSr-TCP中Mg+Sr+Ca与P的摩尔比为1.45~1.70；所述MgSr-TCP中Mg的摩尔分数为1%~20%，Sr的摩尔分数为0.5%~10%。

进一步的，所述多孔人工骨的孔径为200~500微米、孔隙率为70~90%。

锶是人体骨骼及牙齿的正常组成部分，它是一种与钙同族的碱土金属元素，对人体和骨细胞无毒性作用，人体中99%的锶储蓄于骨骼，在骨中的含量约占骨重量的0.01%。对于锶的生理功能的研究，过去报道最多的主要集中于锶在防止龋齿方面的作用。而最近几年以来研究指出，锶具有促进成骨细胞生长和抑制破骨细胞形成的作用，可以促进骨骼的生长。同时，有研究认为锶及镁可以与磷酸三钙表面的钙离子发生交换，从而提高骨的再生能力。在机械性能方面，锶可以置换磷酸三钙中少量的钙，在一定程度上减少了磷酸三钙晶格的缺陷，使原子间的排列更加紧密，从而在力学强度上得到了提高。

镁是构成骨骼的主要成分，是人体不可缺少的矿物质元素之一，在骨组织中的含量达到1%，量虽然不大，但却极其重要。镁可以直接影响骨骼的钙化过程，它是人体中矿物质新陈代谢的主要影响因素，它直接影响甚至控制着新生骨中矿物质的晶化及形成过程。镁还可以通过骨矿表面反应调节骨的形成和重塑。

磷酸三钙是组织工程常用的生物活性材料，具有较好的生物相容性，生物降解性及良好的骨结合力，其能够引导骨细胞生长并促进其增殖。