[發明專利]鈣磷陶瓷/殼聚糖-羥基磷灰石復合涂層多孔材料的制備方法

無效

• 申請號: 201010142551.3
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101829358A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 董寅生;顧明澤
• 申請（專利權）人: 蘇州普霖生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/34
• 分類號: A61L27/34;A61L27/12;A61L27/56
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術領域

本發明涉及應用于生物醫學領域的有機-無機復合多孔骨修復材料的制造工藝，尤其涉及制備鈣磷陶瓷/殼聚糖-羥基磷灰石復合涂層多孔材料的方法。

背景技術

目前，骨缺損修復中，骨再生主要按三種基本機制進行，即骨傳導、骨生成和骨誘導。骨傳導是指新生骨組織沿生物相容性材料表面或孔隙爬行生長，主要發生在材料與宿主骨接觸部位，其成骨作用有限，骨傳導性材料僅僅為新骨組織遷移提供生物相容性界面；骨生成是指缺損部位的成骨性干細胞在生物活性表面發生定向分化并誘發骨再生的過程；骨誘導是指血管周圍游走的未分化間充質干細胞分化形成骨組織的過程，具有骨誘導性的材料通常能在非骨部位成骨，如可以在皮下或肌肉中誘發骨形成。羥基磷灰石(HA)和磷酸三鈣(β-TCP)等磷酸鈣類生物材料，與脊椎動物骨和齒的主要無機成分相近，具有良好的生物相容性，植入骨組織后能在界面上與骨形成很強的化學鍵合，已在臨床得到應用。多孔狀的鈣磷生物陶瓷，不僅具有良好的生物相容性和獨特的可控制降解性能，而且在一定的條件下具有骨誘導性，因而成為材料研究的熱點之一。

作為骨組織修復、替換材料，總是希望在具有良好生物活性的同時，又具有較好的力學強度。多孔鈣磷生物陶瓷通常采用高溫燒結的方法制備，已有研究結果表明，高溫燒結會在一定程度上降低材料的生物活性。因此，在實際制備過程中，為提高材料的生物學活性，希望能適當降低陶瓷的燒結溫度，但材料的強度往往較難保證；而為了保證材料較高的強度，又常采用提高燒結溫度或延長燒結時間的方法，導致材料晶粒尺寸變大，結晶度增高，結果是其生物活性下降。

為了在較低溫度燒結時仍能得到具有較高力學性能的鈣磷生物陶瓷，開發了多種方法：①加入燒結助劑促進燒結；②使用高強的第二相進行增韌；③預燒增韌；④稀土增韌；⑤制備晶須增韌復相陶瓷；⑥與氧化鋯、氧化鋁復合等。通過上述方法，雖然能大大改善鈣磷陶瓷的力學性能，但同時對陶瓷的生物學性能產生一定的負面影響。加入增韌燒結助劑后，大多形成玻璃化燒結，燒成體晶粒大，骨傳導性和骨誘導性能降低；有的增韌燒結助劑會帶來一些不希望的雜相；加入的復合增強材料，通常都是生物惰性材料，實際應用中不能降解，將長期在生物體內留存。

為了避免常規高溫爐燒結帶來的缺陷，對采用不同的燒結工藝制備鈣磷生物活性陶瓷進行了探索，如采用微波燒結、放電等離子體燒結等。這些方法盡管能得到比常規燒結具有更佳綜合性能的多孔陶瓷，但陶瓷仍然要經受高溫過程。可見，同時提高生物陶瓷的力學性能和生物活性是一對矛盾。

為了彌補單一材料的不足，制備具有更好性能的生物材料，近年來，復合骨修復材料得到了更多的研究。殼聚糖是一種天然的生物可降解多糖，其降解產物為氨基葡萄糖，有一定的堿性，對人體及組織無毒、無害，且具有優異的生物相容性、生物可降解性，是理想的細胞外基質材料，可促進多種組織細胞的黏附和增殖。納米羥基磷灰石(nano-HA)除了具有傳統HA的特性外，在理化性質和生物學方面有更大的優越性。納米羥基磷灰石與殼聚糖復合制備的多孔支架，在保持良好生物學性能的基礎上，材料的強度、韌性都得到一定程度的提高，但仍存在工藝不穩定、制備周期長及復合材料力學性能偏低等不足。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種制備鈣磷陶瓷/殼聚糖-羥基磷灰石復合涂層多孔材料的方法，在不改變現有工藝的條件下，制備出具有良好生物活性的多孔骨修復材料。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

鈣磷陶瓷/殼聚糖-羥基磷灰石復合涂層多孔材料的制備方法，特點是：選擇孔隙尺寸在300～600μm、具有網狀孔隙結構的多孔鈣磷陶瓷，在質量百分比為0.5～5％的殼聚糖醋酸溶液中加入納米羥基磷灰石制成懸浮液，對多孔鈣磷陶瓷進行表面涂覆，殼聚糖-羥基磷灰石懸浮液中羥基磷灰石與殼聚糖的質量比為(6～1)∶(1～5)，經交聯處理，得到鈣磷陶瓷/殼聚糖-羥基磷灰石復合涂層多孔材料。

進一步地，上述的鈣磷陶瓷/殼聚糖-羥基磷灰石復合涂層多孔材料的制備方法，首先，稱取占溶液總質量的0.5～5％的殼聚糖溶解于質量濃度為1～5％的醋酸溶液中，制成殼聚糖醋酸溶液；

其次，按羥基磷灰石與殼聚糖的質量比為(6～1)∶(1～5)稱取納米羥基磷灰石粉末；

然后，將納米羥基磷灰石粉末加入到殼聚糖醋酸溶液中，攪拌得到殼聚糖-羥基磷灰石懸浮液；

繼而，將孔隙尺寸在300～600μm、具有網狀孔隙結構的多孔鈣磷陶瓷緩慢浸入殼聚糖-羥基磷灰石懸浮液中，完全浸沒后再緩慢提出，在離心機中離心處理，去除多余懸浮液；