[發(fā)明專利]微、納米磷酸鈣/兒茶酚基聚合物骨修復(fù)支架的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310682213.2
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103691000A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 屈樹新;劉宗光;熊雄;黃萍;翁杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: A61L27/42
• 分類號: A61L27/42;A61L27/56
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料，尤其涉及一種微、納米磷酸鈣/兒茶酚基聚合物骨修復(fù)支架的制備方法

背景技術(shù)

骨缺損修復(fù)材料是臨床上需求量最大的生物材料之一（Al-Aql?Z?S,et?al.Molecular?mechanisms?controlling?bone?formation?during?fracture?healing?and?distraction?osteogenesis.J?Dent?Res,2008;87(2):107-118），而骨支架材料則是較為適宜的骨修復(fù)和替換材料。理想的骨支架材料需要具備以下性能：（1）較好的生物相容性、生物活性和骨傳導(dǎo)性；（2）可降解性；（3）與骨相類似的力學(xué)性能，即力學(xué)相容性；（4）適宜的孔隙率；（5）易加工塑形等（Wagoner?Johnson?A?J,et?al.A?review?of?the?mechanical?behavior?of?CaP?and?CaP/polymer?composites?for?applications?in?bone?replacement?and?repair.Acta?Biomater,2011;7(1):16-30）。

磷酸鈣基生物材料（磷酸鈣基生物陶瓷和磷酸鈣骨水泥）與自然骨中的無機(jī)成分類似且降解產(chǎn)物是人體所需的Ca²⁺和離子，因此具有良好的生物相容性和生物活性，已被廣泛應(yīng)用于骨科和牙科等領(lǐng)域（Bose?s,et?al.Calcium?phosphate?ceramic?system?in?growth?factor?and?drug?delivery?for?bone?tissue?engineering:A?review.Acta?Biomater,2012;8(4):1401-1421）。磷酸鈣基生物陶瓷和磷酸鈣骨水泥通常由微米級或納米級的磷酸鈣組裝制成，由于微米級或納米級的磷酸鈣顆粒之間的結(jié)合能力較弱，制備出的生物材料支架往往表現(xiàn)出脆性大和強度低的不足。而理想的骨支架材料應(yīng)具有適宜的孔隙率以利于細(xì)胞及骨組織的長入，較高的孔隙率又進(jìn)一步降低了支架材料的力學(xué)性能。

現(xiàn)有提高磷酸鈣骨水泥支架力學(xué)性能的方法主要是在磷酸鈣顆粒的粉末中添加抗拉、抗彎的纖維或高強度的碳納米管，然后再模壓成型；從而提高支架的韌性或強度。但是，由于是在固體狀態(tài)下進(jìn)行混合，纖維和碳納米管很難分布均勻，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能提高有限。并且由于纖維或碳納米管本身沒有粘性，只能通過模壓或澆注方式形成支架，而無法采用3D打印方式成型，無法制成帶內(nèi)腔或精細(xì)的特殊形狀、結(jié)構(gòu)的支架。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微、納米磷酸鈣/兒茶酚基聚合物骨修復(fù)支架的制備方法，該方法制得的骨修復(fù)材料支架具有良好生物活性、骨傳導(dǎo)性、降解能力和生物相容性，同時，其力學(xué)性能好。既可通過模壓、澆注也可通過3D打印方法成型，能夠制成任何形狀和結(jié)構(gòu)的骨修復(fù)材料支架。

本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種微、納米磷酸鈣/兒茶酚基聚合物骨修復(fù)支架的制備方法，其步驟是：

A、將100份重的磷酸鈣、1～40份重的造孔劑和0.1～45份重的兒茶酚基聚合物混合，再加三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖液得漿狀混合物；其中，磷酸鈣為微米磷酸鈣和/或納米磷酸鈣；兒茶酚基聚合物為聚多巴胺或多巴胺接枝共聚物；

B、迅即將A步的漿狀混合物以模壓、澆注或3D打印的方式成型，成型后置于35-40℃水浴鍋中固化20-30h，即得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

一、兒茶酚基聚合物（聚多巴胺或多巴胺接枝共聚物）本身的力學(xué)性能好，在液態(tài)環(huán)境下與磷酸鈣混合，分布均勻，起到良好的支撐作用，有利于提高復(fù)合支架的力學(xué)性能。同時兒茶酚基聚合物中含有大量的兒茶酚官能團(tuán)，可以與磷酸鈣材料形成共價或非共價結(jié)合，從而對磷酸鈣材料具有超強的粘附性能，在其粘附作用下，磷酸鈣材料在成型過程中牢固結(jié)合，提高了支架的力學(xué)性能。并且兒茶酚官能團(tuán)在堿性條件下可失去H⁺而帶負(fù)電性，形成苯氧負(fù)離子，對磷酸鈣中的Ca²⁺也具有較強的親和力，有利于鈣離子富集，從而形成結(jié)合緊密的羥基磷灰石，也進(jìn)一步提高了支架的力學(xué)性能。從而保證本發(fā)明的復(fù)合支架在高孔隙的情況下仍具有良好的力學(xué)性能。兒茶酚基聚合物的粘附性能在潮濕環(huán)境中仍能保持，從而在植入體內(nèi)的潮濕環(huán)境下，支架材料不會發(fā)生潰散，避免了游離的磷酸鈣顆粒對周圍組織的不良影響。

實驗表明，本發(fā)明的復(fù)合材料骨修復(fù)支架的抗壓強度為磷酸鈣骨修復(fù)支架的2倍。