[发明专利]可注射骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种可注射骨修复材料，所述骨修复材料由粉体和固化液组成，所述固化液包括多糖‑多巴胺接枝物、缓冲盐和水。本发明在骨修复材料的固化液中添加多糖‑多巴胺接枝物，从而增强骨水泥与组织、骨的亲和性和粘结性，并能促使粉体、液体混合后不溃散，可手动成型。本发明还提供了一种可注射骨修复材料的制备方法。

技术领域

本发明属于生物医用材料与生物医学工程领域。更确切的说，本发明涉及一种可注射骨修复材料及其制备方法。

技术背景

目前修复受力部位骨缺损使用的材料主要有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨修复和合金材料，二者都具备很好的力学性能。但是PMMA存在毒性单体的残留，无生物活性，不降解等缺点。金属弹性模量过高，在体内的磨损和腐蚀问题导致假体松动，同时还有腐蚀的重金属离子在体内的蓄积等问题。相反，磷酸钙类骨修复材料却具备良好生物相容性、促进再生功能和类天然骨成分。在过去几十年里，多种磷酸钙类骨修复材料的产品得到发展并广泛应用于骨骼修复和重建。但是这些产品普遍存在剪切和拉伸强度很低，尤其是韧性差，质地脆，抗屈服强度和抗冲击能力差，只能作为填充物在不受力部位或结合外固定使用，不适宜在负荷的部位使用，限制了其广泛应用。此外，磷酸钙类骨材料存在可降解性与强度之间的矛盾，多孔结构与强度之间的矛盾。而骨修复材料产品加工成致密的结构，不利于细胞的迁移长入和新骨的形成，也不利于移植物与周围组织结合固定，材料整体降解速度与新骨形成速度不能很好的匹配。另外，骨材料的粘结性得不到较好的改善。因此改善力学性能并提升材料孔隙率和粘结性有助于扩大磷酸钙类骨修复材料产品的使用范围。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可注射骨修复材料，所述骨修复材料由粉体和固化液组成，所述固化液包括多糖-多巴胺接枝物、缓冲盐和水。

在一实施例中，所述多糖-多巴胺接枝物选自葡聚糖接枝多巴胺、琼脂糖接枝多巴胺、卡拉胶接枝多巴胺、壳聚糖接枝多巴胺、昆布多糖接枝多巴胺一种或几种，所述缓冲盐选自磷酸二氢钠和磷酸氢铵。

在一实施例中，所述粉体包括磷酸四钙(TTCP)和无水磷酸氢钙(DCPA)的混合物、β-磷酸三钙(β-TCP)和磷酸二氢钙(MPCM)的混合物、氧化镁、α-半水硫酸钙和氯化钴，所述磷酸四钙(TTCP)和无水磷酸氢钙(DCPA)的混合物的质量分数为0％～95％，所述磷酸四钙(TTCP)和所述无水磷酸氢钙(DCPA)的质量比为1:1，所述β-磷酸三钙(β-TCP)和磷酸二氢钙(MPCM)的混合物的质量分数为0％～95％，所述β-磷酸三钙(β-TCP)和所述磷酸二氢钙(MPCM)的质量比为3:2，所述α-半水硫酸钙的质量分数为0％～50％，所述氧化镁的质量分数为0％～30％，所述氯化钴的质量分数为0％～1％。

一种可注射骨修复材料的制备方法包括以下步骤：

将多巴胺水溶液与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)进行反应，反应结束后加入羧基化多糖溶液，控制pH为5.0，之后透析冷冻干燥得到多糖-多巴胺接枝物；

将所述多糖-多巴胺接枝物、缓冲盐和水进行混合，制备固化液，所述固化液的质量分数为0.1％～5％；

将所述粉体与所述固化液混合，注入模具或者手动挤压揉捏成固定形状，10min内固化成型，得到可注射骨修复材料。

在一实施例中，所述羧基化多糖的制备方法包括：在多糖溶液中加入四甲基哌啶氧化物(TEMPO)和溴化钠，调节pH至5.0进行反应，然后加入次氯酸钠，反应过程中调节pH维持在10，再加入无水乙醇析出多糖材料，洗涤后旋转蒸发抽干得到粉末材料，将粉末溶解于水中，调节pH为7.0，透析袋透析3天后冷冻干燥得到羧基化多糖。

在一实施例中，所述可注射骨修复材料的制备方法还包括在所述粉体中加入玻璃纤维，所述玻璃纤维与所述粉体以1:100～1:4的比例混匀。