[發明專利]多孔聚磷酸鈣生物材料制備方法

有效

• 申請號: 201310727005.X
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103641466A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 范長春;鄭凱;劉德軍;岳劍;單婷
• 申請（專利權）人: 山東硅苑新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/622
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及多孔聚磷酸鈣生物材料制備方法，屬生物醫用材料領域。

背景技術

因創傷、腫瘤、感染、先天性疾病等諸多病因引起的關節軟骨及骨缺損在臨床上十分常見，其修復一直是國際骨科醫學的難題之一。長期以來，骨缺損修復主要采取自體或異體骨移植，但自體骨移植在材料來源方面存在著嚴重的缺陷，給病人增加額外的創傷和花費，取骨部位可能發生病變，并且可用的自體骨源十分有限。異體移植方面，在材料篩選、處理、儲存方面相當困難、昂貴，還容易產生免疫排斥反應，并可能造成病源的引入等問題，手術失敗率較高。

磷酸鈣基生物材料與骨骼中的礦物有著相似的成分，并且具備較好的生物降解性，生物活性和骨傳導性，可通過成型、燒結工藝制備成與骨相似功能結構的高強度支架，植入降解后的鈣磷產物可以作為原料被成骨細胞用于新骨重建。因此，以羥基磷灰石（HA）、β磷酸三鈣（β-TCP）為代表的磷酸鈣基陶瓷材料成為了生物醫用材料的研究熱點，并在近幾年取得了部分市場化開發成果。

自磷酸鈣基材料被生物醫學界研究和應用后，聚磷酸鈣（CPP）也逐漸被研究和證實是一種有生物活性、可控生物降解性和較高力學性能的新型骨組織工程材料，近年來引起國內外的廣泛關注，成為新一代的骨組織工程材料。目前國內外對多孔CPP的制備主要采用熔融→拉絲→水淬→烘干→乙醇濕磨→添加造孔劑成型→燒結的制備工藝，這種方式的不足在于：容易對材料造成污染，造成純度達不到醫用級別；燒結制度也因無法控制聚合反應、晶型轉變溫度和材料多孔結構之間的相互影響，而導致未能獲得理想的材料性能，限制了CPP材料在臨床研究和應用方面的開展。

發明內容

根據以上現有技術的不足，本發明的目的在于：提供一種多孔聚磷酸鈣生物材料制備方法，簡單易行，充分滿足材料純凈、穩定的醫學要求。

本發明所述的多孔聚磷酸鈣生物材料制備方法，包括如下步驟：

（1）煅燒磷酸二氫鈣；

（2）將煅燒后的磷酸二氫鈣與適量未煅燒磷酸二氫鈣混合均勻；

（3）將步驟2得到的混合物在高溫下燒結。

步驟1中磷酸二氫鈣煅燒溫度為300～500℃。

步驟1中磷酸二氫鈣煅燒溫度為650～750℃。

步驟2中煅燒后的磷酸二氫鈣與未煅燒磷酸二氫鈣質量比為1：（0～3）。

步驟2中煅燒后的磷酸二氫鈣與未煅燒磷酸二氫鈣質量比為1：（0.5～4）。

保溫時間為1～2小時。

將步驟2得到的混合物進行研磨，研磨后的粉料過篩，取粒徑為100～500μm的粉料，放入坩堝內壓實，然后加熱至950～970℃條件下保溫1～2小時。

磷酸二氫鈣分子式為Ca(H₂PO₄)₂，其在高溫下煅燒的化學反應式如下：

實驗數據表明，磷酸二氫鈣在300～500℃或650～750℃煅燒后，具有明顯的失重，這主要是由于磷酸二氫鈣發生縮聚反應，其內的結晶水迅速流失造成。經過前期的結晶水流失后，由于整個反應體系仍然為固態，其內的水不能完全揮發，使聚磷酸鈣同時發生降解反應，其反應過程為上述反應的逆過程：

當磷酸二氫鈣煅燒一定時間后，反應達到平衡，不再具有明顯的失重現象。將適量的未煅燒磷酸二氫鈣與煅燒后的磷酸二氫鈣混合、研磨、過篩，將混合物加熱至950～970℃條件下保溫1～2小時，煅燒后的磷酸二氫鈣及未煅燒磷酸二氫鈣同時發生縮聚反應轉化為聚磷酸鈣，由于失重程度不同，兩者混合均勻并發生反應后生成多孔聚磷酸鈣，聚磷酸鈣的孔隙率可以通過研磨后粉料的粒徑來控制。

本發明利用磷酸二氫鈣高溫縮聚的特性，使其自身縮聚成孔形成了骨修復用多孔聚磷酸鈣生物材料。這樣做避免了其它雜質的引入，能最大限度的保證材料的純凈。從而使該材料只含有鈣、磷等成骨元素，可以作為新骨生成中穩定的鈣源和磷源，充分滿足了醫學上純凈、穩定的要求。并且可以通過控制研磨粉料的粒徑來控制最終聚磷酸鈣生物材料的內部孔徑，使其能更好的滿足各種細胞，血管的生長，從而更好地修復各種骨缺損。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明。

實施例1

煅燒磷酸二氫鈣：

用天平稱取粉末狀磷酸二氫鈣300g，放入石英坩堝中，加蓋保護后放入電爐，以4℃/m的速度升溫至350℃，保溫1～2小時后自然冷卻，從而得到松散塊狀的煅燒料。將此煅燒料用研缽或球磨破碎后，放入干燥箱內備用。