[發(fā)明專利]具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體及其制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010931965.8
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111978559B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴永剛;焦雪菲;嚴大衛(wèi);丁正文;陳紅
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;A61L27/18;A61L27/56
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

本發(fā)明屬于骨修復(fù)材料領(lǐng)域，具體涉及具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體及其制備方法。本發(fā)明提供一種高強度自凝固復(fù)合骨植入體，所述復(fù)合骨植入體的骨架結(jié)構(gòu)如式I所示。本發(fā)明根據(jù)MOF概念，設(shè)計出具有MOF骨架與多種金屬鹽類組成從而形成具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體；所得具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體初凝時間為5～60分鐘；24小時其抗壓強度為80～160MPa；在SBF中一周強度保持90％，失重1～5wt％；屬于穩(wěn)定型高強度自凝固骨修復(fù)材料；并且富含鈣磷等成骨元素，具有優(yōu)異的表面成骨活性，可以用于承重骨的修復(fù)、重建和替代就。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于骨修復(fù)材料領(lǐng)域，具體涉及具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體及其制備方法。

背景技術(shù)

骨是人體的支撐系統(tǒng)，承擔(dān)人體重量、運動和活動的核心體系。各種因素引起的承重骨的主干骨體損傷需要及時修復(fù)、替換以維持其正常的支撐功能。目前我國各種關(guān)節(jié)炎重癥患者超過8000萬人，現(xiàn)有肢殘患者約75萬人，同時，每年新增骨損傷患者約300萬人。隨著我國老齡化進程的加快，我國骨科疾病的患病人數(shù)將快速增長，從而帶動骨科醫(yī)療器械市場的加速擴容。

生物力學(xué)則是骨修復(fù)材料與修復(fù)的組織發(fā)揮功能的決定性因素之一。以往的陶瓷材料、金屬材料由于與骨組織力學(xué)強度、硬度、剛度和彈性模量相差甚遠，往往造成應(yīng)力屏蔽，使得修復(fù)材料的松動、骨組織的磨損和壞死、以及分離等問題經(jīng)常發(fā)生。

金屬―有機框架材料(MOFs)是近十年來發(fā)展迅速的一種配位聚合物，具有三維的孔結(jié)構(gòu)，一般以金屬離子為連接點，有機配位體支撐構(gòu)成空間3D延伸，是沸石和碳納米管之外的又一類重要的新型多孔材料，在催化、儲能和分離中都有廣泛應(yīng)用。目前，MOF已成為無機化學(xué)、有機化學(xué)等多個化學(xué)分支的重要研究方向。在這方面有名的科學(xué)家如kitagawa，Yaghi等。

金屬-有機骨架材料(Metal-OrganicFrameworks)是指過渡金屬離子與有機配體通過自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶體多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面積、孔道規(guī)則、孔徑可調(diào)以及拓撲結(jié)構(gòu)多樣性和可裁剪性等優(yōu)點。主要包括兩個重要組分:結(jié)點(connectors)和聯(lián)接橋(linkers)；即MOFs是由不同連接數(shù)的有機配體(聯(lián)接橋)和金屬離子結(jié)點組合而成的框架結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)中尚未有具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述缺陷，本發(fā)明提供一類具有MOF結(jié)構(gòu)的高強度自凝固復(fù)合骨植入體及其制備方法，所得骨植入體的強度超過了聚合過程大量放熱、惰性有機玻璃骨水泥PMMA植入材料，可達150MPa，并且富含鈣磷等成骨元素，具有優(yōu)異的表面成骨活性，可以用于承重骨的修復(fù)、重建和替代屬于穩(wěn)定型高強度自凝固骨修復(fù)材料，在各種承重骨的修復(fù)、在重建和替代方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種高強度自凝固復(fù)合骨植入體，所述復(fù)合骨植入體的骨架結(jié)構(gòu)如式I所示：

其中，所述AR＝

中的至少一種；所述M為金屬元素。

進一步，所述高強度自凝固復(fù)合骨植入體具有金屬-有機骨架即MOF結(jié)構(gòu)。

進一步，所述M為二價及以上價態(tài)的堿金屬或過渡金屬元素，優(yōu)選為成骨金屬元素和人體微量元素，如鈣、鋅、鎂、鐵、鍶、釔、銅、錳等；金屬是MOF結(jié)構(gòu)骨架的連接點。

進一步，所述高強度自凝固復(fù)合骨植入體由含羧基芳香化合物和含金屬化合物(MX)在凝固液的作用下反應(yīng)制得，其中，含羧基芳香化合物和含金屬化合物的質(zhì)量比為：10～60：90～40，固液比為1:0.3～1.2g/ml；所述含羧基芳香化合物為雙或三羧基芳香化合物。