[发明专利]一种仿生人工骨材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种仿生人工骨材料及其制备方法，属于仿生材料制备技术领域。本发明公开了一种仿生人工骨材料，本发明的骨材料为有机相材料和无机相材料构成的多孔均质复合材料，具有与人体皮质骨机械性能相当的高强度，能够满足临床上承重部位骨修复的需求；同时该材料含有的纳米钙磷盐、多糖等可有效促进骨细胞的粘附和增殖。总而言之，本发明提供的仿生人工骨材料具备良好的生物活性和优异的机械性能，能够根据临床需求制备外形个性化骨材料，且能够降解，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于仿生材料制备技术领域，涉及一种仿生人工骨材料及其制备方法。

背景技术

临床上由于创伤、感染、骨肿瘤等造成的承重部位骨缺损十分常见，人们开发出钛合金、聚醚醚酮、碳纤维等多种材料来进行修复，但这些材料在机械性能或生物活性方面存在各自的缺陷。钛合金、碳纤维等材料的生物相容性取决于它们的生物惰性，它们并不具备与人体天然骨组织形成骨性结合的生物活性，而是作为永久植入体使用，不参与人体新陈代谢，最终作为异物存在于体内，因而长期修复效果不佳。

人体天然骨组织主要由以胶原为主的有机成分和以羟基磷灰石为主的无机成分构成，其中胶原呈现规则排列的多级结构，并为羟基磷灰石提供了矿化模板，从而形成有序排列的矿化胶原复合体。模仿天然骨的成分及结构制造生物活性骨修复材料，将为修复部位提供与天然骨相似的微环境，有利于骨细胞的粘附、增殖，促进骨缺损的修复。

人们已经研发出一些以胶原/羟基磷灰石为主要成分的硬组织修复材料，例如引导组织再生膜，矿化胶原基人工骨材料等。然而大部分引导组织再生膜采用胶原和羟基磷灰石物理共混，一方面不具备天然骨组织的多级结构，另一方面其力学强度较低，导致其只能用于非承重部位的修复。奥精医疗申请了一项高强度胶原基人工骨修复材料，其利用胶原为矿化模板，制备了具有与人体天然骨组织相似的仿生矿化结构的矿化胶原，并通过进一步与高分子聚酯共混成型，得到了高强度胶原基人工骨修复材料。但该方法依赖于胶原蛋白，成本较高；另外磨具成型工艺决定了修复材料的致密结构，且不能满足实际临床人工骨外形多样化、个性化的需求。

因此需要对仿生人工骨材料及其制备方法进行进一步研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种仿生人工骨材料；本发明的目的之二在于提供一种仿生人工骨材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种仿生人工骨材料，所述骨材料为有机材料和无机材料构成的多孔均质复合材料；

所述有机材料和无机材料的质量比为9:1～5:5；

所述有机材料包括胶原、多糖或生物高分子材料中的任意一种或多种；

所述无机材料包括纳米钙磷盐。

优选的，所述多糖在水中溶胀后形成胶，所述多糖为魔芋葡甘聚糖、黄原胶中的任意一种或多种。

优选的，所述生物高分子材料为聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇或聚醚醚酮中一种或多种。

优选的，所述纳米钙磷盐的粒径为200nm～2μm。

优选的，所述纳米钙磷盐中钙元素和磷元素的摩尔比为1:1～2:1。

优选的，所述骨材料的压缩强度为20～80MPa、弯曲强度为15～90MPa、孔隙率为0％～90％。

进一步优选的，所述孔隙率为30％～90％。

2.上述仿生人工骨材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)制备矿化粉体材料：所述矿化粉体材料为纳米钙磷盐/多糖仿生复合材料粉体；