[发明专利]一种双梯度的人工椎板及其制备方法

说明书

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种双梯度的人工椎板及其制备方法。所述人工椎板为横截面呈梯形、且具有轴向长度的基体，所述基体由上层、中间层和下层组成，所述上层、下层为致密的羟基磷灰石陶瓷层，所述中间层为多孔双相磷酸钙陶瓷层。本发明所述人工椎板呈致密/多孔/致密的梯形三明治结构，其与现有技术相比，具有更高的组织相容性和防粘连性，同时具有更优异的骨诱导性，且其结构简单，植入方便，适于大范围推广应用。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种双梯度的人工椎板及其制备方法。

背景技术

后路椎板切除术(包括全椎板、半椎板、部分椎板切除等)是脊柱外科最为基础的、常用的手术操作，其适用范围几乎涵盖了脊柱外科所有病种，特别是患有颈、胸、腰椎椎管狭窄症的患者。虽然椎板切除能够有效地解除脊髓、神经的压迫缓解患者症状，但是椎板切除(缺失)后失去了其原本对椎管的屏障保护作用，缺损区域会有大量瘢痕组织增生，并向椎管内长入，甚至再次压迫、粘连、牵拉脊髓及神经根，导致手术失败。因此，椎板切除术后如何预防硬膜外瘢痕粘连、压迫，一直是脊柱外科研究的重点。

早期预防硬膜外瘢痕的材料包括游离或带蒂脂肪、透明质酸、几丁糖、明胶海绵等多种材料，虽然在预防粘连方面有一定效果，但其存在生物力学强度较低和降解速度较快等缺点，使其难以完全阻隔硬膜外肌肉瘢痕的压迫，中晚期效果较差。

人工椎板的出现能够一定程度上解决上述问题。其可作为一种人工屏障，重建椎管，修复后柱，能阻止成纤维细胞等周围结缔组织向缺损处的生长，引导迁移速度较慢的成骨细胞向缺损区内迁移，形成新骨。目前人工椎板的材料大体包括不锈钢、钛或钛合金、生物活性陶瓷、活性玻璃等，但上述人工椎板组织相容性以及防粘连性不足，同时不具有骨诱导性或骨诱导性较差，导致新骨形成能力欠佳。

因此，亟需提供一种具有高度的组织相容性和防粘连性，同时具有良好的骨诱导性的人工椎板。

发明内容

本发明旨在提供一种双梯度的人工椎板及其制备方法，该人工椎板呈致密/多孔/致密的三层结构，其具有高度的组织相容性和防粘连性，同时具有良好的骨诱导性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种双梯度的人工椎板，所述人工椎板为横截面呈梯形、且具有轴向长度的基体，所述基体由上层、中间层和下层组成，所述上层、下层为致密的羟基磷灰石陶瓷层，所述中间层为多孔双相磷酸钙陶瓷层。

进一步地，所述上层和下层为厚度1～2mm的致密结构层。

进一步地，所述中间层为多孔结构层，孔隙率为30～80％。

相应地，本发明还提供了一种制备上述人工椎板的方法，包括以下步骤：

A)采用湿化学法制备尺寸为20～100nm的羟基磷灰石粉体或浆料；

B)将上述制备得到的羟基磷灰石粉体或浆料与水、粘结剂、分散剂混合均匀，搅拌，混合得到料浆Ⅰ，其中，羟基磷灰石粉体、水、粘结剂和分散剂的重量比为1：(0.5～1)：(0.01～0.1)：(0.01～0.1)；

C)采用湿化学法制备尺寸为20～100nm的双相磷酸钙粉体或浆料，加入粘结剂、分散剂和造孔剂，搅拌，混合均匀，得到料浆Ⅱ；其中，双相磷酸钙粉体或浆料、粘结剂、分散剂和造孔剂的重量比为1：(0.5～1)：(0.01～0.1)：(0.1～1.5)；

D)将料浆Ⅰ先注入模具中，固化时间为5min～2h；将料浆Ⅱ再浇注入致密层浆料之上，固化时间为5min～2h；待料浆Ⅱ固化后，在此基础上浇注料浆Ⅰ，固化时间5min～2h，形成致密层/多孔层/致密层的多层结构，固化、干燥，将干燥后的多层结构直接作为生坯或将干燥后的多层结构经等静压成型后作为生坯，其中，等静压压力为50MPa～500MPa；