[发明专利]羟基磷灰石晶须增强可降解共聚物‑硅酸钙复合骨修复材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于骨组织缺损修复的可降解有机-无机复合型的骨修复材料的制备方法，具体讲是一种羟基磷灰石晶须增强乳酸-碱性氨基酸共聚物-硅酸钙复合的骨修复材料的制备方法。

背景技术

在骨组织愈合过程中，可降解的生物材料在体液中水和酶的作用下，可形成组织进(生长)—材料退(降解或者吸收)的理想组织再生状态而受到广泛关注。而对于支撑型骨修复降解材料必须满足两点要求，1)材料保持一定的降解速度，为新生骨组织提供生长空间；2)材料具有良好的初始强度，满足支撑修复需求，且，降解的过程中，必须维持足够的强度，满足骨组织愈合过程中的力学要求。

可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料(201510034938.X)是一种新型的活性无机盐/可降解高分子复合骨修复材料，该材料使用碱性氨基酸，除可调节和改变共聚物的降解速度，特别是能使材料在体内降解后所产生的碱性氨基酸与乳酸的酸性相互中和，以降低降解产物对组织的刺激作用。同时，该材料采用硅酸钙作为无机活性成份，硅钙盐相对于不含硅的活性盐如磷酸三钙、磷酸氢钙等具有更高的生物活性。

然而，可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料(201510034938.X)的动物体内植入研究中发现，虽然可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料降解情况良好，成骨活性高，但其初始强度不足，且降解过程中衰减过快，不能提供组织愈合过程中所需的支撑要求。因此，该材料不能完全满足支撑型骨修复需求。

为此，如何提高材料的初始强度和降解过程中的强度保持是必须进行研究的课题。一般地，无机粒子填充在高分子机体中，无机粒子对高分子具有明显的增强作用，例如利用碳酸钙增强PVC作为建筑材料使用，碳纤维增强PEEK材料作为承重部位骨修复材料使用。但由于硅酸钙的特殊结构，其对高分子的增强作用并不明显。

晶须是在人工控制条件下以单晶形式生长成的一种纤维，其直径非常小，以致难容纳在大晶体中常出现的缺陷，其原子高度有序，因而强度接近于完整晶体的理论值，不仅具有优良的耐高温、高热、耐腐蚀性能，还具有重量轻，高强度、硬度和模量等力学优点。因此，晶须增强聚合物基复合材料是一种提高强度的有效方式。

发明内容

针对上述情况，本发明首先提供了一种新形式的羟基磷灰石晶须增强可降解复合骨修复材料，具体讲是一种采用纳米羟基磷灰石增强的可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料。本发明进一步还提供了该增强复合骨修复材料的制备方法。

本发明羟基磷灰石增强可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料的制备方法，可以按下述方式进行：

1'：将所述的L-乳酸和碱性氨基酸及催化量的催化剂，在120±5℃和0.1Mpa压力条件下脱水2小时，所述的催化剂为氯化亚锡，其量控制在反应物总质量的0.1‐0.9％，其中优选比例为0.3‐0.6％。

2'：140±5℃和0.01Mpa压力下反应3小时后，在5000Pa压力下继续反应12～18小时，完成预聚合反应。由于反应初期形成的低聚物分子量很低，保持在相对较高的压力下反应，可以有效避免这些低分子产物可能随减压被排出反应体系，待反应一段时间后，随低聚物的分子量的提高，可以进一步逐渐降低反应体系的压力，以获得较高分子量的产物；

3'：使低聚物进一步在180℃-200℃和70pa条件下反应10-15小时，完成聚合反应。保持在较高真空度条件下完成聚合反应，可有利于排出反应产生的水等小分子物质，获得分子量足够高的共聚物；

4'：将所述的羟基磷灰石晶须与反应物混合，在180℃-200℃和70pa压力条件下继续反应1小时，得到晶须增强的聚合物；后，冷却至室温，得到所述复合材料目标产物。

5'：将所述的硅酸钙与反应物混合，在180℃-200℃和70pa压力条件下继续反应2小时后，冷却至室温，得到所述复合材料目标产物。

本发明方法制备得到的羟基磷灰石晶须增强可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料，其是由可降解的乳酸-碱性氨基酸共聚物与硅酸钙复合组成，并采用晶须增强，其中硅酸钙为所述骨修复材料总质量的10～35％，羟基磷灰石晶须为总质量的10-20％，硅酸钙和羟基磷灰石晶须的质量之和不超过所述骨修复材料的45％，不低于25％。乳酸-碱性氨基酸共聚物由L-乳酸与α-碱性氨基酸赖氨酸聚合而成。