[发明专利]多孔生物陶瓷支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔生物陶瓷支架及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将大粒径石蜡微球和小粒径石蜡微球混合堆积并加热形成粒径径向梯度变化的致孔剂模版；将陶瓷粉末与分散剂溶液混合得到陶瓷浆料；将陶瓷浆料注入所述致孔剂模版中，注浆后得到陶瓷坯体；将陶瓷坯体预冻后冷冻干燥，接着对陶瓷坯体进行排蜡和烧结，冷却后得到多孔生物陶瓷支架。这种多孔生物陶瓷支架的制备方法，通过将大粒径石蜡微球和小粒径石蜡微球混合堆积并加热形成粒径径向梯度变化的致孔剂模版，制得的多孔生物陶瓷支架的孔结构与天然骨接近，是一种性能更为优良的骨修复材料。

技术领域

本发明涉及医疗材料领域，特别是涉及一种多孔生物陶瓷支架及其制备方法。

背景技术

人工骨修复材料与传统的骨修复方案——自体骨、异体骨及异种骨材料相比，具有无免疫排斥反应、无动物源性风险、成本低廉、来源广泛和免除病人二次手术等优点，被认为是一类最具前景的骨修复材料。

为使细胞和血管更容易长入到材料内部以促进新骨组织快速形成，人工骨修复材料往往被制备为仿生天然骨结构的连通多孔支架形状。天然骨结构呈内部疏松，外部比较致密的径向梯度结构，不同尺寸的孔洞适合不同细胞的生长以及朝着不同方向分化，例如，200μm～350μm的孔适合骨传导，60μm～150μm的孔适合血管平滑肌细胞长入，而70μm～120μm的孔则适合软骨长入。因此制备具有梯度连通孔的人工骨材料符合临床上更广泛的需求。

目前制备梯度多孔支架制备方法有离心冷冻干燥法、有机泡沫模板浸渍法、致孔剂压制法、3D打印法及微球致孔剂堆积法等。微球致孔剂堆积法是借助微球致孔剂紧密堆积形成的模板而制备多孔材料的方法，具有通孔率高、孔洞形状规则、孔径大小可控等优点，是制备梯度多孔材料的热门方法。刘玮健等(组织工程用梯度支架材料的制备和表征，北京化工大学，2006)采用不同粒径大小的氯化钠颗粒的堆积模板，虽然实现了模板具有一定的梯度结构，但是由于氯化钠颗粒呈方形，堆积之后形成的连通孔均一度低，另外将聚乳酸和致孔剂进行先混合再注模，易造成致孔剂之间不能有效接触，更加限制了连通孔的大小和数量，制得的多孔生物陶瓷支架的孔结构与天然骨差异较大，影响应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种孔结构与天然骨头接近的多孔生物陶瓷支架及其制备方法。

一种多孔生物陶瓷支架的制备方法，包括如下步骤：

将大粒径石蜡微球和小粒径石蜡微球混合堆积并加热形成粒径径向梯度变化的致孔剂模版；

将陶瓷粉末与分散剂溶液混合得到陶瓷浆料；

将所述陶瓷浆料注入所述致孔剂模版中，注浆后得到陶瓷坯体；

将所述陶瓷坯体预冻后冷冻干燥，接着对所述陶瓷坯体进行排蜡和烧结，冷却后得到所述多孔生物陶瓷支架。

在一个实施例中，所述大粒径石蜡微球的粒径为600μm～1200μm，所述小粒径石蜡微球的粒径为50μm～600μm；

所述致孔剂模版中，所述大粒径石蜡微球和所述小粒径石蜡微球的质量比为1：0.1～10。

在一个实施例中，将大粒径石蜡微球和小粒径石蜡微球混合堆积并加热形成粒径径向梯度变化的致孔剂模版的操作为：

将所述大粒径石蜡微球堆积在筒状模具内部，压平后再将所述小粒径石蜡微球堆积在所述筒状模具外周，压平后撤出所述筒状模具形成堆积好的石蜡微球模板；将石蜡微球模板在40℃～60℃的条件下加热10～30min，使得所述大粒径石蜡微球和所述小粒径石蜡微球之间相互粘结，冷却后形成粒径径向梯度变化的所述致孔剂模版。

在一个实施例中，将大粒径石蜡微球和小粒径石蜡微球混合堆积并加热形成粒径径向梯度变化的致孔剂模版的操作为：