[發明專利]一種梯度復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810584325.7
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108404216B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 寧聰琴;郭勁書;趙金忠;蘇為
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/10;A61L27/12;A61L27/18;A61L27/50
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發明涉及一種梯度復合材料及其制備方法和應用。所述方法包括：用有機溶劑將生物相容性聚合物與生物活性陶瓷粉體配制成生物活性陶瓷粉體含量不同的多種漿料；將多種漿料按生物活性陶瓷粉體含量遞增或遞減方式逐層流延或分層流延共壓，制得包含多層流延膜的梯度復合材料。梯度復合材料優選為包含4層流延膜，從第一層流延膜到第四層流延膜，生物活性陶瓷粉體的體積百分含量依次為0％、30％、50％和70％。本發明制得的梯度復合材料能夠促進成骨細胞和成纖維細胞早期粘附和增殖、有效促進肌腱和骨組織之間過渡層的形成，腱?骨結合強度可提升38.6％；本發明中的梯度復合材料可用作腱?骨愈合補片材料，是一種很具潛力的生物醫用材料。

技術領域

本發明屬于生物醫用材料制備技術領域，尤其涉及一種用于腱-骨愈合的梯度復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

腱-骨止點處是連接兩個不同組織肌腱-骨的重要區域，在肌腱與骨之間起到關鍵的橋梁作用。有調查研究發現，在50歲以上的人群中，肩袖部位的腱-骨止點處部分或者全部撕裂的概率高達30～50％。而在國內，隨著全民健身的普及和人們對健康的越來越多的重視，運動過度或不當導致的腱-骨部位損傷的概率也逐年增加。

腱-骨止點處連著肌腱與骨兩相完全不同的毫米大小并高度有序的分層部位。在生理力學測試中發現，肌腱部位的彈性模量是0.4GPa，而骨組織的彈性模量是20GPa。這種結構上界面力學不匹配性導致腱-骨界面的應力集中和損傷。不管是從宏觀上(組織)還是微觀上看(成分和結構)，腱-骨部位的生理性差異都使得界面更為復雜。一般將腱-骨區域分為四大部分，分別是腱組織、非鈣化纖維軟骨層、鈣化纖維軟骨層和骨組織四層組織結構。

由于腱-骨止點處復雜的結構，其組織內血管的缺失和萎縮導致其在損傷后難以自愈。而通過手術干預后的修復部位由于腱-骨愈合不良，發生再次損傷的概率仍超過20％。盡管手術技術和固定方法在過去的幾十年在促進新生組織的力學強度和穩定性上有明顯的進步，但腱-骨修復手術的高失敗率使其在醫學領域仍是一個大難題。為了促進肩袖腱-骨愈合，生物和合成高分子移植物被初步應用于巨大肩袖缺損的重建。如何提高植入材料成骨和成纖維作用，促進新生組織的力學性能，已經成為腱-骨愈合植入材料研究的熱點之一。

在目前研究和使用的骨修復與替代材料中，磷酸鈣等生物活性陶瓷占有很大的比重，主要因為磷酸鈣等生物活性陶瓷具有良好的生物相容性，對人體無毒、無害、無致癌作用，并可以和自然骨通過體內的生物化學反應形成骨性結合。但目前用于肩袖腱-骨愈合的修復材料主要為單相或者單層復合支架，而由于腱-骨止點處結構的復雜性，現有制得的腱-骨愈合修復材料存在促進成骨活性較差、腱-骨結合強度不夠等問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種具有高效的促進成骨和成纖維作用以及能顯著提高腱-骨結合強度的梯度復合材料及其制備方法和應用，以解決現有腱-骨愈合材料存在的一個或者多個技術問題。

為了實現上述目的，本發明在第一方面提供了一種梯度復合材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)用有機溶劑將生物相容性聚合物與生物活性陶瓷粉體配制成生物活性陶瓷粉體含量不同的多種漿料；和

(2)將步驟(1)配制的所述多種漿料按生物活性陶瓷粉體含量遞增或遞減方式逐層流延或分層流延共壓，制得包含多層流延膜的梯度復合材料。

特別地，所述流延的速度為0.05～0.1m/s，優選為0.05m/s。

特別地，每種用于流延的所述漿料的用量為10～20mL，優選為10mL；和/或所述流延膜的厚度為0.2～2mm，優選為0.2～1mm。

優選地，所述生物活性陶瓷粉體的粒徑小于48μm。

優選地，所述方法還包括將步驟(2)制得的梯度復合材料于20℃～30℃下自然干燥的步驟。