[发明专利]以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为原料的骨修复用制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于骨组织缺损修复的骨修复用制品，具体讲是以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为原料的骨修复用制品。

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以可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料为原料的骨修复用制品。

本发明以可降解共聚物-硅酸钙复合骨修复材料为原料的骨修复用制品中，所述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，其特征是由可降解的乳酸-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。

研究已经证明，对于支撑型骨修复材料，初始强度要满足骨组织愈合过程中的力学支撑需求。对于降解材料而言，由于降解过程中，材料力学强度会有不同程度的下降，因此，必须有高的初始强度。为了提高材料的初始强度，无机粒子增强是常用的方式，但无机粒子加入的量达到一定程度时，材料的强度增加但同时材料转变为脆性材料，不适合用于骨组织修复。同时，作为生物材料，增强相必须具有良好的生物相容性和生物活性，于人体安全且成骨效果良好。基于此，本发明采用了羟基磷灰石晶须增强，以期获得良好的初始强度。同时，羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，可满足骨修复的基本需求。为了使得到的材料不至于变脆，本发明对无机组分羟基磷灰石的晶须和硅酸钙的总量进行了控制，使其不超过45％。晶须的添加量也是影响材料的力学强度的重要因素。本发明在试验的基础上总结得到，晶须的添加量低于10％时，增强效果不明显，高于20％时，材料的力学强度开始下降。因此，本发明将羟基磷灰石晶须的量限定在10-20％，其中，优选的量为20％。

本发明骨修复材料中，硅酸钙为所述骨修复材料总质量的10～35％，优选为所述骨修复材料总质量的25～35％，其中硅酸钙的添加量低于10％时，硅离子量过低，不利于成骨，在添加量高于35％时，复合材料中无机物总量大于45％，材料转变为脆性材料。

本发明上述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在体内可以被降解，因此材料中所述的碱性氨基酸是可为人体吸收利用的赖氨酸。