[發明專利]一種木材表面復合羥基磷灰石涂層的方法有效

申請號：	201210059703.2	申請日：	2012-03-08
公開（公告）號：	CN102581896A	公開（公告）日：	2012-07-18
發明（設計）人：	王寧;程珺潔;吳正巖;蔡冬清;蔡傳杰;張彩麗;張桂龍;張靜	申請（專利權）人：	中國科學院合肥物質科學研究院
主分類號：	B27K3/02	分類號：	B27K3/02;B27K3/52
代理公司：	安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112	代理人：	余成俊
地址：	230031 安徽***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種木材表面復合羥基磷灰石涂層方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種木材表面復合羥基磷灰石涂層的方法，屬于生物醫用材料領域。

背景技術

用于診斷、治療或替換人體病損組織、器官或增進其功能的生物醫用材料關系到國民的身體健康。其中，對骨組織進行修復和替換的生物材料研究更是受到了材料界和醫學界的高度重視。近年來，隨著生物醫用材料和骨組織學科的不斷發展，生物醫用材料在骨科領域的應用范圍越來越廣。

目前在臨床上使用的生物醫用材料種類繁多。但很多材料往往因其與人體骨的力學性能參數不吻合、生物相容性差、缺乏生物活性等種種原因而限制了自身的發展。生物活性陶瓷是指一類具有良好生物相容性，可與骨形成化學鍵合的陶瓷材料。這類材料與骨組織的結合界面很少會形成纖維性包裹層，其釋放的離子或降解產物對機體無害并可部分或全部參與機體的代謝過程，對組織的修復具有誘導作用。廣義上，生物活性陶瓷包括了羥基磷灰石、磷酸三鈣、磷酸鈣骨水泥、生物活性玻璃和生物活性微晶玻璃等無機材料。但陶瓷材料大都脆性大，抗折、抗沖擊強度低，一般只能應用于非承重骨的修復替換。因此需要開發一種新型的生物活性陶瓷復合材料，使其具有良好的生物活性、生物相容性、與人體硬組織力學性能相匹配、多級連通孔隙結構和可調控降解等特性。

我國全國森林面積為17490.92萬平方公里，森林覆蓋率達18.21%，位列全球第5位，人工林面積居世界首位。木材來源廣、成本低、環境友好，有良好的生物相容性和連通的多孔結構；木材中含有大量-OH可以和人體組織發生鍵合；它的機械性能和人類骨的機械性能，特別是彈性模量相近……利用木材的這些特點，再與上述的生物活性陶瓷相結合，即在木材表面沉積磷酸鈣類生物活性陶瓷（仿生礦化），就為新型醫用仿生材料——人工骨的研究奠定了堅實的基礎。近年來，生物質材料的仿生礦化主要在材料表面接枝改性并在模擬體液中進行培養。此方法最大的優點在于能在材料表面形成穩定的類似于人體骨骼中礦物質的磷灰石，但實驗周期長，涂層厚度薄，通常只有幾微米到幾十微米。本專利采用了一種簡單可行的方法可實現在木材表面復合羥基磷灰石涂層，實驗周期短、效率高、成本低、涂層厚度可調、具有實際操作性。

發明內容

本發明旨在提供一種在木材表面復合羥基磷灰石涂層的方法，為進一步合成新型人工骨骼材料奠定基礎。

本發明的原理：海藻酸鈉與羥基磷灰石中的鈣離子交聯產生親水性凝膠，通過較強的氫鍵和鈣橋與木材的纖維素結合，從而將羥基磷灰石復合在木材表面，由于該凝膠的稠度和伸展性都與天然的胞外基質相似，此復合材料具有良好的生物相容性。

????本發明采用如下技術方案：

木材表面復合羥基磷灰石涂層的方法，其特征在于包括以下步驟

（1）將直徑為0.5-4cm的新鮮木材煮沸30-50分鐘，去皮，切割成圓柱形，在橫截面和側面上打孔，用直徑1mm的鉆頭豎向打孔1-10個，橫向打孔5-20個，使木材形成連通的框架結構，孔徑為0.3-1.5?mm，并使其穿透木材，形成連通的框架結構；

（2）將打孔以后的木材用無水乙醇浸泡2-4周，在30-45℃干燥，直至恒重；

（3）取0.5-2g納米級棒狀羥基磷灰石加入5-10mL濃度為0.5-2%的海藻酸鈉溶液中，充分攪拌混勻成乳濁液；

（4）將干燥的木塊放入第（3）步中得到的乳濁液中，浸沒振蕩30-60分鐘，超聲處理2-3小時，使懸濁物充分進入框架內，在30-45℃干燥直至恒重，即可。

本發明的有益效果：

1、環境友好：以木材和海藻酸鈉為主要原料，耗能低，不會造成二次污染。

2、原料易得，成本低廉：木材相較于傳統的生物醫用金屬材料、生物醫用高分子材料等具有來源廣、成本低等優點。