[发明专利]复合钙硅基生物材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合钙硅基生物材料及其制备方法与应用。本发明复合钙硅基生物材料包括钙硅酸盐颗粒和键合在所述钙硅酸盐颗粒表面的有机物基团。其制备方法包括制备含有钙离子的微乳液和向微乳液中加入R‑乙氧基硅烷聚合物进行反应，形成有机无机杂化钙硅酸盐颗粒的步骤。本发明复合钙硅基材料粒径均匀，粒度可控，其制备方法工艺简单易控，有效提高了产物水溶液中的稳定性与分散性。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种复合钙硅基生物材料及其制备方法。

背景技术

人体中无机矿物盐生物成分，发挥着巨大生理作用。近年来，人们研发出了一些相关生物材料在生物医药和组织工程等领域中具有重要的临床应用价值和较高的社会效益。

钙硅基(SiO₃/Ca)生物材料作为一类新型生物活性材料，呈现出优良的生物学功能。相比于氧化硅材料，由于钙元素的引入使钙硅基生物材料具有更好的生物活性、生物相容性和生物可降解性，它能在体液环境下逐渐转变为类骨磷灰石，具有巨大应用前景。然而传统沉淀法制备的钙硅酸盐颗粒的粒度尺寸较大，可控性差，在水溶液中易团聚、分散性不佳并且稳定性差，这对生物活性产生影响，难以满足应用需求。目前，尺寸小于200nm的钙硅基生物材料的制备具有挑战性。因此，构建分散性能优良的纳米级钙硅基材料，是一个亟待解决的问题，解决这一难题将会在生物医学工程领域，呈现出重要的临床应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合钙硅基生物材料及其制备方法以及其应用，以解决现有钙硅基生物材料生物活性不高，制备方法易导致钙硅酸盐颗粒的粒度可控性差，易团聚，水溶液分散性不佳的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种复合钙硅基生物材料。所述复合钙硅基生物材料包括钙硅酸盐颗粒，且在所述钙硅酸盐颗粒表面还键合有聚合物基团。

本发明另一方面，提供了一种复合钙硅基生物材料的制备方法，包含如下步骤：

将可溶性钙盐溶液与有机相进行乳化处理，形成含有可溶性钙盐的微乳液A；

将R-乙氧基硅烷聚合物加入至所述微乳液A中，继续进行乳化处理，使得乙氧基硅烷基团与钙离子发生反应生成R-钙硅酸盐；其中，R为聚合物基团。

本发明又一方面，提供了本发明复合钙硅基生物材料的应用范围。提供了一种钙硅基生物部件，所述钙硅基生物部件含有本发明复合钙硅基生物材料或由本发明复合钙硅基生物材料制备方法制备的复合钙硅基生物材料。

与现有技术相比，本发明复合钙硅基生物材料采用有机物基团优选的选用聚合物基团对钙硅酸盐颗粒表面进行修饰，有效提高了本发明复合钙硅基生物材料的水相环境中的分散性和生物活性，而且能够使得本发明复合钙硅基生物材料粒径均匀，粒度可控，安全无毒，临床应用性强。

本发明复合钙硅基生物材料的制备方法采用微乳法通过水环境分解与钙离子螯合，使得制备的复合钙硅基生物颗粒在水溶液中的稳定性与分散性好，其粒度可控，而且制备的复合钙硅基生物在钙硅酸盐表面键合聚合物基团，对钙硅酸盐进行功能化修饰，有效提高了复合钙硅基生物的生物活性，而且安全无毒。

本发明钙硅基生物部件由于含有本发明复合钙硅基生物材料或由本发明复合钙硅基生物材料制备方法制备的复合钙硅基生物材料，又由于本发明复合钙硅基生物材料具有如上述粒度可控，生物活性强，因此，本发明钙硅基生物部件与骨组织具有优异的相容性，安全。

附图说明

图1是本发明实施例提供的复合钙硅基生物材料的结构式示意图；

图2是本发明实施例1制备的PEG-PEI-TES的核磁共振图谱；