[發(fā)明專利]一種羥基磷灰石/可生物降解聚酯復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210079789.5
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN103319696A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 甘志華;杜珂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08K3/32;C08L67/04;A61L27/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種羥基磷灰石/可生物降解聚酯復合材料及其制備方法，屬于材料科學與生物醫(yī)學的交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

骨缺損治療是長期困擾臨床醫(yī)學領(lǐng)域的一個棘手難題。臨床已經(jīng)證明，自體骨移植是治療骨缺損的最佳方法，但是由于其來源問題，以及對患者取骨區(qū)的損傷限制了其廣泛的應用。異體骨取材簡便，但是在生物安全性上存在相當?shù)碾[患，患者可能存在免疫排斥反應，并且存在因外源骨材料植入感染病毒的風險。所以，臨床上越來越廣泛地采用人工制備的材料作為硬組織修復材料。人工材料的選取要考慮以下幾個要求(骨組織工程支架材料，邢輝，陳曉明等，生物骨科材料與臨床研究，2004，5)：1)良好的生物相容性，在體外培養(yǎng)時無細胞毒性，植入體內(nèi)不會引起機體炎癥和排斥反應；2)具有良好的表面活性，促進細胞的黏附以及為細胞的增殖提供有利的微環(huán)境；3)具有三維立體結(jié)構(gòu)，疏松多孔，從而有利于細胞的植入和黏附，同時便于細胞營養(yǎng)成分的輸入和代謝產(chǎn)物的排出；4)具有可塑性，及一定的機械強度，在植入體內(nèi)一段時間后仍可保持初始形狀；5)具備可生物降解性，支架在組織形成過程中逐漸被降解，同時不影響新生組織的結(jié)構(gòu)和功能。

羥基磷灰石是構(gòu)成人體硬組織無機質(zhì)的主要成分，能與骨組織形成牢固的生物鍵合，從而具有生物活性。納米級羥基磷灰石約占骨基質(zhì)重量的65％左右。在眾多的硬組織修復材料中，羥基磷灰石(HA)/可吸收聚合物復合生物材料由于能夠兼具二者的優(yōu)異性能而備受研究者的關(guān)注。在體內(nèi)組織重建過程中，理想的生物材料首先通過黏附或生長受體的特異作用，征集受損組織周邊的目標細胞使其遷移進入支架，促進其增殖與分化，覆蓋受損部位(Griffith，L.G.and?G.Naughton，.Science，2002.295(5557)：p.1009-1013)。在組織工程中，細胞黏連在細胞外基質(zhì)(ECM)上發(fā)揮其黏附，遷移，分化和增殖功能。聚羥基酯作為人工ECMs材料，可大規(guī)模生產(chǎn)，細微結(jié)構(gòu)可調(diào)，力學和降解行為可控。最大的缺點是缺乏細胞識別信號，不利于細胞特異性黏附和特異基因的激活(姚康德，尹玉姬等，組織工程相關(guān)生物材料，化學工業(yè)出版社，2003)。將具有生物活性和骨整合性的HA納米粒子引入支架材料能夠有效地改善合成基質(zhì)缺乏特異性細胞信號、不能有效種植細胞的弊端。

聚乳酸/羥基磷灰石納米復合材料是目前研究較多的一類雜化材料。目前常用的制備方法有熔融共混法，溶液共混法，以及原位聚合法等。利用簡單的機械共混的方法，羥基磷灰石顆粒和聚合物基質(zhì)兩相間缺乏有效的鍵合，界面結(jié)合強度差，同時羥基磷灰石顆粒在聚合物基質(zhì)中易于團聚，分散不均勻。這些弊端勢必影響復合材料的性能。所以原位聚合的方法受到越來越廣泛的關(guān)注。但是，縱觀目前對原位聚合制備復合材料的研究進展，可發(fā)現(xiàn)對這種復合材料的進一步的改性以調(diào)控具有生物活性的羥基磷灰石在聚合物表界面的分布鮮有報導。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種羥基磷灰石/可生物降解聚酯復合材料及其制備方法，本發(fā)明提供的復合材料表面富集羥基磷灰石層，極大提高了其生物活性以及表面的成骨能力。

本發(fā)明提供的一種羥基磷灰石/可生物降解聚酯復合材料的制備方法，包括如下步驟：

在無水無氧和氬氣保護的條件下，羥基磷灰石與脂肪族環(huán)狀單體在辛酸亞錫的催化下經(jīng)原位聚合反應即得所述復合材料；

所述脂肪族環(huán)狀單體為丙交酯(LA)、ε-己內(nèi)酯(CL)和乙交酯(GA)至少一種。

上述的制備方法中，所述羥基磷灰石的粒徑可為10nm～100μm；所述丙交酯可為左旋丙交酯(LLA)、右旋丙交酯(DLA)和消旋丙交酯(DLLA)中至少一種。

上述的制備方法中，所述原位聚合反應的溶劑可為甲苯、二甲苯或四氫呋喃等；所述原位聚合反應的溫度可為60～160℃，具體可為110℃或160℃，時間可為24～72小時，具體可為48小時。

上述的制備方法中，所述羥基磷灰石占所述脂肪族環(huán)狀單體的質(zhì)量百分比可為1％～40％，具體可為1％或33.3％；所述辛酸亞錫占所述脂肪族環(huán)狀單體的摩爾百分比可為0.01％～2％，具體可為0.57％或1.43％。

上述的制備方法中，所述方法還包括將所述復合材料制備成型的步驟。

上述的制備方法中，所述制備成型包括下述1)～3)中任一步驟：

1)用熔融熱壓法將所述復合材料壓制成膜材料；

2)用溶劑揮發(fā)法將所述復合材料制備微球材料；

3)用超臨界二氧化碳萃取方法制備多孔泡沫材料。