[發明專利]醫用α-半水硫酸鈣粉體及硫酸鈣人工骨材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210097567.6
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102633287A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 黃慶;徐華梓;彭磊;劉建莉;潘宗友;樓毅;楊光永
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;A61L27/02;A61L27/54
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明屬于醫用生物材料技術領域，具體涉及一種α-半水硫酸鈣粉體及硫酸鈣人工骨材料的制備方法。

背景技術

硫酸鈣作為骨移植替代物的研究己有一百多年的歷史，具有良好的生物相容性及可降解性，是一種良好的骨修復材料。硫酸鈣來源充足，滅菌方便，被廣泛用于骨科、牙科、五官科的骨缺損填充，并可以作為抗生素、藥物制劑以及生長因子等的載體，在作為支架材料的同時，發揮藥物輸送的作用。

商業化的醫用硫酸鈣產品有美國Wright公司的英國Encore公司的和德國的等，是一種具有高純度的晶體結構無機化合物(CaSO₄.1/2H₂O)。大量的臨床應用及實驗也證明，硫酸鈣可以促使成骨細胞附著并成骨，使破骨細胞吸收硫酸鈣，形成生物降解，它在骨缺損區作為空隙的填充物，形成微酸環境，有利于血管和成骨細胞的長入，提供了骨形成所需的基質，并阻止軟組織長入(M.V.Thomas，J.Biomed.Mater.Res.B：Appl?Biomater.，2009，88：597-610)。

但是，臨床使用的硫酸鈣骨移植材料仍存在以下缺陷：(1)其降解速度快于新生骨組織的生長速度，在體內完全降解吸收的時間依據植入的部位而不同，一般在30～72天；(2)固化后力學強度較差，難以提供骨修復部位所需的力學強度；(3)修復初期不能與周圍的骨組織形成化學鍵合作用，呈現出較弱的生物活性。

研究表明，具有均一的細小等軸晶粒的α-半水硫酸鈣表現出優良的力學性能、適中的降解速率和良好的生物性能，因此改進α-半水硫酸鈣的制備工藝，實現對α-半水硫酸鈣晶粒尺寸和形貌的可控制備引起了國內外眾多科研人員的關注。目前，在α-半水硫酸鈣粉末制備方面已有一些文獻和專利報道。例如，Peng?Wang等應用鹽溶法制備α-半水硫酸鈣粉末，通過調整氯化鈣溶液的濃度來調控α-半水硫酸鈣的形貌，以達到提高其力學性能的目的(Peng?Wang等，J.Am.Ceram.Soc.，2008，91：2039-2042)。Baohong?Guan等在單純的甲醇與水混合溶液中制備了α-半水硫酸鈣，降低了反應的溫度，但是其形貌呈不規則的長柱狀(Baohong?Guan等，J.Am.Ceram.Soc.，2011，94：3261-3266)。申請號為CN200710301268.9的中國專利申請公開了一種硫酸鈣和冷凍干骨復合多孔支架及其制備方法，其中包括采用壓熱法制備半水硫酸鈣，即在90℃和4.5個大氣壓下，使二水硫酸鈣溶解再結晶制備半水硫酸鈣。該制備方法反應條件較苛刻，對制備裝置有較高的要求。申請號為CN01107002.1，CN03142607.7的中國專利申請公開了半水石膏的制備工藝，制得的半水石膏主要應用于建筑材料領域，與醫療器械領域對α-半水硫酸鈣的形貌、大小要求均不同。申請號為CN200510047452.6的中國發明專利申請雖然提供了一種α-半水硫酸鈣的制備工藝，但是所制備的α-半水硫酸鈣呈長桿狀，粒徑大，不符合人工骨修復材料對力學特性的要求。

因此，如何改進現有的制備工藝，以改善醫用硫酸鈣人工骨材料的機械性能、降解速率和生物學性能，從而得到具有良好機械性能與自固化性能，降解與人體成骨匹配，可維持骨細胞生長與新骨形成的醫用硫酸鈣人工骨材料一直是科技工作者的重要研究課題之一。

發明內容

本發明的技術目的是針對上述醫用硫酸鈣人工骨材料的技術現狀，提供一種α-半水硫酸鈣粉體的制備工藝，能夠制得分布均勻、晶粒細小，并且晶粒尺寸與形貌可控的α-半水硫酸鈣，利用該α-半水硫酸鈣通過自固化工藝后得到的醫用硫酸鈣人工骨材料的機械性能、降解速率和生物學性能均得到改善。

本發明實現上述技術目的所采用的技術方案為：一種α-半水硫酸鈣粉體的制備工藝，包括如下步驟：

步驟1：在室溫下，將適量轉晶劑溶于蒸餾水中，超聲分散均勻，然后逐一加入氯化鈣與無水乙醇，充分攪拌均勻后得到反應液；

所述的反應液中，無水乙醇與蒸餾水的體積比為0.01～2，優選為0.5～1.5，進一步優選為0.8～1.1；

氯化鈣與蒸餾水的質量比為0.1～4；

作為優選，所述的轉晶劑與蒸餾水的質量比為0.001～0.05，進一步優選為0.003～0.015；

所述的轉晶劑包括但不限于有機酸、有機鈉鹽、有機鉀鹽或者有機鋁鹽中的一種或幾種的混合物。

步驟2：將步驟1得到的反應液加入三口燒瓶中，在80℃～110℃的油浴中預熱20～30min，預熱過程中三口燒瓶連接冷凝管進行冷凝回流；