[发明专利]一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种壳聚糖改性生物陶瓷及其制备方法，属于生物陶瓷制备领域。所述生物陶瓷由壳聚糖膜层和多孔聚磷酸钙生物陶瓷基底组成，其中，壳聚糖均匀地包覆在多孔聚磷酸钙生物陶瓷基底的表面并进入到聚磷酸钙生物陶瓷的孔隙内。发明采用浸渍法在多孔聚磷酸钙生物陶瓷陶瓷表面包覆低分子量的壳聚糖来制备复合生物陶瓷，从而在使复合生物陶瓷保持了合适的降解能力的同时，抗压强度比单纯的磷酸钙陶瓷提高了三倍，而且包覆的膜层与多孔聚磷酸钙生物陶瓷基体的结合力达到24.93N，大幅度改善了复合生物陶瓷材料的抗压强度以及膜层与多孔磷酸钙基体的结合力。

技术领域

本发明涉及生物陶瓷材料的制备领域，尤其涉及一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

生物陶瓷是指植入生物体内并具有一定功能作用的陶瓷材料。其表面结构、摩擦系数、比重、导热性和强度等方面与骨质十分类似。生物陶瓷根据其在生物体内的活性性能可以分为三类：惰性生物陶瓷，活性生物陶瓷和可吸收生物陶瓷。惰性生物陶瓷是指在生物体内几乎不发生变化的材料。活性生物陶瓷是指材料本身具有良好的生物相容性，但不能在生物体内发生降解，主要包括致密羟基磷灰石，磁性材料和生物活性玻璃。可吸收生物陶瓷是指材料在生物体内可以逐渐降解，参与生物体的新陈代谢，被组织吸收，这类材料目前主要有聚磷酸钙生物陶瓷，α-磷酸三钙，β-磷酸三钙以及多孔羟基磷灰石。磷酸钙基生物材料与骨骼中的矿物有着相似的成分，并且具备较好的生物降解性，生物活性和骨传导性，可通过成型、烧结工艺制备成与骨结构相似的高强度功能性支架，植入材料降解后的钙磷产物可以作为原料被成骨细胞吸收用于新骨重建。因此，以羟基磷灰石(HA)、β-磷酸三钙(β-TCP)为代表的磷酸钙基陶瓷材料成为了生物医用材料的研究热点，并在近几年取得了部分市场化开发成果。

聚磷酸钙生物陶瓷(Calcium Polyphosphate，CPP)是一种磷酸钙基无机聚合物，因其具有良好的生物活性、可控的降解速率、较高的力学强度等优良特性，近年来引起国内外的广泛关注，成为新一代的骨组织工程材料。壳聚糖是从甲壳素中通过脱乙酰化提取出来的一种阳离子多聚糖。甲壳素的来源非常广泛，例如贝壳类生物，昆虫的角质层，虾、蟹等的壳以及菌类的细胞壁。壳聚糖是一种线性多聚糖，它的分子结构与软骨组织里的一些多糖基团(透明质酸，粘多糖)有些类似，因此壳聚糖在一定程度上可以刺激软骨组织的形成。然而，现有的生物陶瓷的改性方法中，所用的壳聚糖的分子量较大，无法进入生物陶瓷孔隙内，得到的生物陶瓷材料在生物相容性、力学性能、以及降解速率方面仍然存在诸多问题，因此，有必要研究一种新的生物陶瓷材料。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法。本发明采用浸渍法附加超声震荡在多孔聚磷酸钙生物陶瓷陶瓷表面包覆低分子量的壳聚糖来制备复合生物陶瓷，从而在使复合生物陶瓷保持合适的降解能力的同时，大幅度改善了复合生物陶瓷材料的抗压强度以及膜层与多孔磷酸钙基体的结合力。

本发明的目的之一是提供一种壳聚糖改性生物陶瓷材料。

本发明的目的之二是提供一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法。

本发明的目的之三是提供一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法，所述生物陶瓷由壳聚糖膜层和多孔聚磷酸钙生物陶瓷基底组成，其中，壳聚糖均匀地包覆在多孔聚磷酸钙生物陶瓷基底的表面并进入多孔聚磷酸钙生物陶瓷孔隙内部。

优选的，所述壳聚糖改性生物陶瓷材料中多孔聚磷酸钙生物陶瓷为的孔隙率为40％～65％；优选的，所述孔隙率为50％～65％，进一步优选的，所述孔隙率为62％。

其次，本发明公开了一种壳聚糖改性生物陶瓷材料及其制备方法，具体的，所述制备方法包括如下步骤：