[发明专利]新型多孔生物陶瓷骨材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型多孔生物陶瓷骨材料及其制备方法，本发明的多孔陶瓷骨材料以纳米羟基磷灰石为原料，利用液相造孔制备出多孔生物陶瓷骨材料。相较于传统的多孔羟基磷灰石陶瓷的制备工艺，本发明的制备方法操作简单、采用液相造孔技术最大限度地避免的外来杂质的污染、无有机溶剂，生产条件可控性强、可重复性好。

技术领域

本发明属于生物医学材料领域，具体地，涉及一种新型多孔生物陶瓷骨材料及其制备方法和应用，具体地涉及以纳米羟基磷灰石(nano-HAp)为原料，采用液相造孔的方法制备出多孔纳米羟基磷灰石生物陶瓷骨材料。

背景技术

羟基磷灰石(HA)生物骨材料因与人体骨骼的无机成分相似，具有良好的生物学相容性和骨传导性能，并且无毒副作用。

理想的多孔羟基磷灰石生物骨材料应需满足以下要求：(1)具有三维立体多孔结构，基质材料可加工成三维立体结构，具有高的比表面，并且是宏观大孔和微观小孔相结合。这种结构可提供宽大的表面积和空间，有利于细胞粘附生长、细胞外基质沉积、营养和氧气进入以及代谢产物排出，也有利于血管和神经长入；(2)可塑性，可预先制作成一定形状；(3)和一定的机械强度，为新生组织提供支撑，并保持一定时间直至新生组织具有自身生物力学特性。

目前制备多孔羟基磷灰石生物骨材料的方法比较多，但大部分这些制备方法存在工艺流程繁琐且条件不易控制、气孔分布均匀性差、设备要求高、模板剂难清除等缺点，尤其是制备的多孔羟基磷灰石生物骨材料力学强度低，限制了其在骨科领域的应用。

因此，本领域迫切需要研发出一种符合骨科领域运用的生物骨材料以及高效、便捷、环境友好的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有一定力学强度、高孔隙率、孔径大小可控的新型多孔生物陶瓷骨材料及其制备方法和应用。

本发明第一方面，提供一种多孔骨材料，所述材料包括纳米羟基磷灰石，所述多孔骨材料具有选自下组的一个或多个特征：

(1)所述多孔骨材料中，羟基磷灰石的质量分数≥90％，较佳地≥95％，更佳地≥99％，最佳地≥99.5％；

(2)所述多孔骨材料的孔径大小为150-650μm；

(3)所述多孔骨材料的抗压强度范围为1-15MPa；和/或

(4)所述多孔骨材料的孔隙率为50％-90％。

在另一优选例中，所述多孔骨材料的孔径大小为200-500μm，较佳地为250-350μm。

在另一优选例中，所述多孔骨材料的孔隙率为70％-85％。

在另一优选例中，所述多孔骨材料的抗压强度范围较佳地为3-14MPa，更佳地为5-12MPa。

本发明第二方面，提供一种制备如本发明第一方面所述的多孔骨材料的方法，包括步骤：

(1)制备纳米羟基磷灰石-聚乙二醇复合物：将纳米羟基磷灰石浆料与聚乙二醇混合，水浴搅拌加热，制得纳米羟基磷灰石-聚乙二醇复合物；

(2)制备羟乙烯聚合物溶液：将羟乙烯聚合物与水混合，制得羟乙烯聚合物溶液；

(3)制备多孔前驱体：混合步骤(1)制得的纳米羟基磷灰石-聚乙二醇复合物与步骤(2)制得的羟乙烯聚合物溶液；

(4)制备多孔骨材料：对所述多孔前驱体进行热处理，冷却，制得如本发明第一方面所述的多孔骨材料。

在另一优选例中，所述纳米羟基磷灰石浆料与所述聚乙二醇的质量比为10-90:90-10，较佳地为20-85：80-15，更佳地为40-75：60-25。