[發明專利]一種含環氧基的硅氧烷包覆改性羥基磷灰石制備光固化骨修復材料的方法

無效

• 申請號: 201010279348.0
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN101966349A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 聶俊;蘇丹;暢文凱;馬貴平
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/50;C08G77/44;C08G77/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種用含環氧基的硅氧烷包覆改性羥基磷灰石制備光固化骨修復材料的方法，屬于生物復合醫用材料研究領域。

背景技術

羥基磷灰石是一種微溶于水的弱堿性磷酸的鈣鹽，也是人體骨組織的主要無機成分，占人體骨組織的70％以上，植入體內后在體液的作用下，鈣和磷會游離出材料表面被機體組織所吸收，并生長出新的組織。相對其他的無機材料來說，羥基磷灰石有很高的化學穩定性和耐磨性，而且具有良好的生物活性和生物相容性，因而它是很有潛力的生物材料之一。人工合成的納米級羥基磷灰石生物陶瓷由于其結構和性能與天然羥基磷灰石的相似，并具有良好的生物相容性和成骨活性，因此被廣泛應用于骨損傷的修復。但是羥基磷灰石其本身力學性能差、強度低、脆性大，限制了它在臨床醫學上的應用。目前，提高羥基磷灰石力學性能的主要方法是將羥基磷灰石和其他高分子材料復合，例如國內專利CN101376038A殼聚糖與羥基磷灰石復合，CN101491698A碳纖維增強羥基磷灰石。對于羥基磷灰石-聚合物復合材料，無機粒子與聚合物基體界面相容性的問題影響復合材料的力學性能的主要因素之一。兩相之間缺少粘附力常會導致無機粒子/聚合物基界面的斷裂。無機納米粒子接枝聚合物是一種提高無機納米粒子在有機溶劑和聚合物基體的分散性，增加聚合物基體和納米粒子的粘結力的有效方法。

由于光聚合具有聚合速度快，無污染，無溶劑，高效節能等特點，并且陽離子光引發不存在氧阻聚的問題，體積收縮小，因而利用UV光聚合制備有機/無機復合材料現在得到了廣泛的應用。光聚合制備有機/無機納米復合材料與其他制備方法有相同之處，不同之處在于聚合方式不同。在制備有機/無機納米復合材料時，溶膠凝膠法也是用來改善納米填充粒子在聚合物基分散的技術之一。溶膠凝膠雜化材料在聚合過程中形成互穿網絡聚合物網絡。這種技術形成的納米粒子具有三維結構。并且具有許多獨特的優點：反應條件溫和，室溫或略高于室溫的制備條件；在溶膠階段各組分以分子形式分散，所獲得的雜化材料的相分離尺寸可達到納米級；可采用多種途徑引人有機組分。

發明內容

本發明的目的是提供一種用含環氧基的硅氧烷包覆改性羥基磷灰石制備光固化骨修復材料的方法，進一步提高硬組織修復材料的力學性能。

一種含環氧基的硅氧烷包覆改性羥基磷灰石制備光固化骨修復材料方法，其特征在于，包括：羥基磷灰石的表面接枝改性；通過溶膠凝膠法把改性后的羥基磷灰石包覆在硅氧烷中；UV光聚合。具體步驟如下：

1)將干燥后的納米羥基磷灰石(HA)懸浮在溶劑中，在5℃～80℃的溫度和惰性氣氛下加入硅氧烷衍生物和催化劑進行反應，3～5小時后，用溶劑洗滌，最后干燥獲得改性后的羥基磷灰石。

所述的溶劑為四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、甲酸烷酯、乙酸烷酯、丙酸烷酯、烷酸甲酯、烷酸丙酯或者四氯化碳中的一種或者幾種的混合溶劑。所述的硅氧烷衍生物為含有異氰酸根基團、環氧基團、鹵素基團的硅氧烷中的一種。催化劑為二月桂酸二丁基錫、三亞乙基二胺、二甲基咪唑、氫氧化鈉或者有機鉍類催化劑。

2)將步驟(1)得到的改性后的羥基磷灰石(HA-g-Si)與可光固化的含環氧基的硅氧烷混合，加入反應劑、催化劑、溶劑以及光引發劑，利用溶膠-凝膠方法形成穩定均一的包覆HA-g-Si納米顆粒的膠體。

所述的反應劑是水，溶劑是甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、正十二醇，催化劑是鹽酸、硝酸、硫酸、硼酸、草酸、甲酸、乙酸、乙二酸、酒石酸、或者是氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。引發劑為陽離子引發劑重氮鹽、二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、烷基硫鎓鹽、鐵芳烴鹽、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚中的一種或多種或者陽離子引發劑與自由基光引發劑α-胺基酮衍生物、苯偶酰及其衍生物的混和。

3)將步驟(2)得到的膠體移入模具中置于UV燈下，經紫外光輻射進行固化反應光固化成型得到了固化材料。

步驟(2)中所述改性后的羥基磷灰石、可光固化的含環氧基的硅氧烷、反應劑、溶劑的用量為改性后的羥基磷灰石質量/反應劑/溶劑/可光固化的含環氧基的硅氧烷為0.01～1.6g/1～10g/0.2～10Ml/3～20g。

步驟(2)中所述的可光固化的含環氧基的硅氧烷為可光固化的含環氧基的甲氧基硅氧烷和乙氧基硅氧烷。

步驟(3)中所述的紫外光源的照射時間為5～30min，波長為200～500nm，光強為10～200mW/cm²。