[发明专利]骨修复材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种骨修复材料及其制备方法和用途。所述骨修复材料包括以下组成：成骨组分，以及粘结剂；以所述成骨组分的总质量计，所述粘结剂的含量为21.56‑47％，其中，所述粘结剂包括α‑磷酸三钙、光固化材料以及光固化引发剂。本发明的骨修复材料的组成简单，且能够实现3D打印获得骨修复材料后不经烧结即可成型；进一步地，本发明的骨修复材料在打印后无需要进行烧结的方式就可以植入使用，且不易降解，力学性能优异。

技术领域

本发明涉及一种骨修复材料及其制备方法和用途，特别及一种使生物材料3D打印后的不烧结方法，尤其涉及一种使生物陶瓷材料3D打印后的不烧结方法，属于医用材料领域。

背景技术

磷酸三钙(β-TCP)与人体骨的矿物成分组成类似，具有良好的生物相容性、生物降解性和骨诱导性，常作为生物材料用作骨缺损的治疗上。传统的制备多孔β-TCP支架的方法如化学/气体发泡法、盐析法、冷冻干燥法、热致相分离法等。这些方法都难以控制支架的形态外貌、孔隙率和内部结构，难以准确控制孔径大小在符合血管化和骨组织再生的200-500um的范围内，难以在临床得到应用。

目前3D打印的方法已经广泛用于生物材料的合成，常用的3D打印骨材料包括磷酸钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)、异体骨粉等。在打印的过程中往往需要加入粘合剂，如明胶、海藻酸盐、壳聚糖等胶状物使打印的材料混合成合适的浆料注入打印桶中，使之可以顺利打印。但打印结束后往往需要通过各种方法去除粘结剂，如烧结：通过高温加热的方法使粘结剂碳化去除，保留下来的只有骨材料的原来的成分。如果不去除粘结剂，支架往往会在体内37℃的环境中因为明胶等粘结剂的溶解而散架，导致植入的失败。

但是，正是因为烧结这一过程，使支架中的有机成分(明胶等)全部去除，降低的支架本身的生物活性，也使载药支架，载蛋白支架的设想无法实现，限制了3D打印骨支架在生物领域中的应用，因此，本文提出一种新的粘合剂配比，使3D打印骨支架在打印后也不需要进行烧结，也能在体内环境保持较长的支架形态。

引用文献1公开一种用于DLP打印的生物墨水，其包括光敏树脂，β-TCP陶瓷粉末、光固化引发剂以及硅烷偶联剂，其中β-TCP陶瓷粉末与光敏树脂的质量比为40～62：38～60，且β-TCP陶瓷粉末占生物墨水纵梁的38.9～61.5wt％，光固化引发剂的添加比例为光敏树脂的0.5～1.5wt％，硅烷偶联剂的添加比例为β-TCP陶瓷粉体的1～5wt％。但是，引用文献1在打印后仍然需要高温烧结，才能形成支架，降低了支架本身的生物活性。

引用文献2公开了一种基于自由挤出式3D打印技术的磷酸钙多孔生物陶瓷支架及其制备方法，该磷酸钙多孔生物陶瓷支架，包括磷酸钙陶瓷粉体或其纳米浆料、分散剂和明胶水溶液。但是，磷酸钙多孔生物陶瓷支架是在打印后经高温烧结得到，降低了支架本身的生物活性。

引用文献3公开一种制备自固化磷酸钙骨水泥支架的方法，首先混合磷酸氢钙与碳酸钙粉末，干燥后煅烧，冷却后湿法球磨，干燥得到α-TCP粉末；在超纯水中依次加入明胶、海藻酸盐溶解，得到骨水泥固化液；将α-TCP粉末与骨水泥固化液混合，得到自固化磷酸钙骨水泥3D打印墨水，将墨水装入打印料筒，采用垂直层积3D打印机在20-30℃进行打印，打印完毕后，室温下固化，得到自固化磷酸钙骨水泥支架。该自固化磷酸钙骨水泥支架是凝胶形式体现的，力学性能很差，只能注射使用，无法定形植入使用。

引用文献：

引用文献1：CN112274701A

引用文献2：CN109650872A

引用文献3：CN110882419A

发明内容

发明要解决的问题