[發明專利]一種能引導骨再生的多孔復合陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201910708489.0
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110251723A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 洪友良
• 申請（專利權）人: 陶合體科技(蘇州)有限責任公司
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/10;A61L27/56;A61L27/58;C04B35/01;C04B35/447;C04B38/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

本發明公開了一種能引導骨再生的多孔復合陶瓷，其是由硫酸鈣鹽和磷酸鈣以除了包覆外的其它任意方式相互結合形成任意形狀的多孔結構，在該多孔結構內的三維空間方向上至少有一維方向的孔隙的孔型是規則的，且孔隙的中心到邊的距離為50?2000微米，并且所有的孔隙相互貫通。本發明還另外提供了該種多孔復合陶瓷的制備方法。本發明很好地克服了單一組分的功能缺陷，更利于細胞和血管長入陶瓷內再生新骨，并且新生的骨組織有利于形成具有哈弗氏系統結構的密質骨。同時，本發明涉及的多孔復合陶瓷的孔隙孔型規則可控，有利于統一產品的質量標準，也方便了產品的檢測和質量控制。因此，本發明非常適于商業化和大規模生產應用。

技術領域

本發明涉及生物陶瓷技術領域，具體涉及的是一種能引導骨再生的多孔復合陶瓷及其制備方法。

背景技術

因與骨組織無機礦物成分相似及來源豐富等優點，磷酸鈣一直成為用于骨缺損填充修復的最佳材料之一。同時，臨床實踐證明骨植入材料具有特定尺寸孔徑且貫通的孔隙也十分重要。因為具有特定尺寸孔徑且貫通的孔隙有利于新骨和血管長入，并實現新骨的新陳代謝。為此，到目前為止已有各種把磷酸鈣加工成多孔結構的技術被報道。

盡管如此，單純的多孔磷酸鈣陶瓷的生物學性能還不夠理想。例如，由于磷酸鈣具有良好的生物相容性以及慢的降解過程，導致其植入體內后對機體基本無刺激，從而導致其介導骨再生的能力弱。為了進一步提高多孔磷酸鈣陶瓷的生物學性能，把功能性材料與磷酸鈣相結合成為一個可行的方法。目前把能引導骨再生修復的BMP重組生長因子或動物來源I-型膠原與磷酸鈣相結合成為常用的方法。然而，使用這些材料有諸多問題。例如使用重組BMP不但價格昂貴，而且會和TGF-β產生拮抗作用。同樣，膠原不但價格貴，提取繁瑣，而且有帶入動物病毒風險。

為了克服有機功能材料的缺陷，使用無機硫酸鈣與磷酸鈣相結合成為一種可行的方法。硫酸鈣能引導骨修復的機理是硫酸鈣能快速溶解在局部產生一個高的鈣離子環境并形成一個弱酸性微環境，該微環境能介導周邊組織發炎而再生新骨。目前已有很多文獻報道把硫酸鈣與磷酸鈣相結合修復骨缺損優于單組份的生物學性能。例如碩士論文“新型可注射性硫酸鈣/磷酸鈣椎體填充材料的實驗研究”和博士論文“可注射式硫酸鈣/納米羥基磷灰石人工骨的研制及其生物學性能的初步研究”已經報道了把一定比例的磷酸鈣和硫酸鈣混合并植入到骨缺損部位，實驗證實二者的組合在優于單組份的成骨活性的同時，降解性能也得到改善。盡管如此，這些策略都是簡單的把硫酸鈣和磷酸鈣混合，由此獲得的組合物缺乏細胞和血管生長的、直徑大于20微米的大孔隙，因此其組合物并不能充分引導骨再生。

專利名稱為“復合硫酸鈣人工骨”(專利號：201420123702.4)的專利報道了把硫酸鈣澆注進入多孔磷酸鈣陶瓷。同樣，專利號為201710716376.6的專利也是把硫酸鈣澆注進入預先制備的多孔雙相磷酸鈣陶瓷內。上述結構事實上是用硫酸鈣填塞多孔陶瓷孔隙，而不是提高陶瓷孔隙貫通性。

申請號為201510392025.2和201610525629.7的兩個專利公開了一種以牛松質骨為基底，并使用化學反應的方法制備了具有多孔結構的磷酸鈣-硫酸鈣復合陶瓷，并且在此基礎上，進一步提出含鎂和鋅的磷酸鈣-硫酸鈣復合多孔陶瓷(申請號：201610523497.4和201610525104.3)。然而由上述方法制備的磷酸鈣-硫酸鈣復合多孔陶瓷有諸多缺點。首先，使用硫酸/磷酸作為反應物與多孔牛骨反應，其制備條件，因為要使用硫酸反應，所以對環境污染的風險比較大，合成過程危險性也較高，不利于安全環保生產。其次，使用多孔牛骨作為原料，在原材料選料的過程中，人為的主觀因素較多，且孔隙結構、尺寸和孔型是隨機不可控的，這樣制造的最終產品的性能差異性較大，質量體系控制難度也大。最后，使用多孔牛骨作為原料制備多孔陶瓷支架，很難實現個性化產品的定制。