[發(fā)明專利]一種活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石顆粒人工骨及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110385311.4
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113209367B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉建東;嚴(yán)思文
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/02;A61L27/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石顆粒人工骨及其制備方法和應(yīng)用。該方法通過微波輔助的化學(xué)沉淀法制備出活性離子和碳酸根離子共摻的弱結(jié)晶羥基磷灰石粉體，分別通過以下兩種方法制備人工骨：一是經(jīng)過預(yù)壓成型、冷等靜壓二次成型得到塊狀坯體，破碎、篩分和燒結(jié)，得到活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石顆粒人工骨；二是采用擠出滾圓法制備活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石微球，進(jìn)行冷等靜壓、干燥、燒結(jié)及篩分，得到活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石顆粒人工骨。該人工骨顯著改善了羥基磷灰石的降解性能并提高了材料的成骨活性，使其在骨缺損填充修復(fù)生物醫(yī)用材料方面具有應(yīng)用的潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于骨缺損修復(fù)生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石顆粒人工骨及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

羥基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP)具有良好的生物活性和骨傳導(dǎo)性，植入人體后能在短時間內(nèi)與周圍組織在界面上形成緊密的化學(xué)鍵性結(jié)合，是目前臨床應(yīng)用最廣泛的硬組織修復(fù)替代材料之一。然而，高結(jié)晶度的羥基磷灰石存在可降解性差、骨整合速率低、缺乏骨誘導(dǎo)性等問題，這限制了其在臨床上的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，天然骨的無機(jī)礦物組成是非化學(xué)計量的弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石，且含有鈉、鎂、鉀、氟、氯、鍶、鋅、硅、銅等多種不同的微量和痕量元素，這些微量痕量元素在與骨發(fā)育和代謝密切相關(guān)的生化反應(yīng)中起著重要作用。

大量研究表明，通過離子摻雜改性可以使羥基磷灰石具有更優(yōu)異的生物學(xué)性能。碳酸根離子是骨磷灰石中含量最多的離子，約占骨礦物總質(zhì)量的4％～8％。碳酸根替代磷酸根合成的羥基磷灰石通常稱為碳酸化羥基磷灰石(Carbonated hydroxyapatite，CHA)。研究顯示，碳酸根離子的摻入，可以改善羥基磷灰石的生物相容性，刺激細(xì)胞在其表面的成骨分化。鋅離子可以通過抑制破骨細(xì)胞分化和提高成骨細(xì)胞活性和成骨分化來促進(jìn)骨生長。鍶離子與鈣離子屬于同一主族，因此鍶離子可以任意比例替代羥基磷灰石中的鈣離子，且可以抑制破骨細(xì)胞活性和促進(jìn)成骨前體細(xì)胞增殖。鎂離子摻雜羥基磷灰石也有利于成骨細(xì)胞增殖及促進(jìn)成骨和成血管。硅摻雜羥基磷灰石更易于在體內(nèi)降解和促進(jìn)新骨生成和血管化。此外，研究顯示，羥基磷灰石的降解速率明顯受到其結(jié)晶度的影響，降低羥基磷灰石的結(jié)晶度能夠顯著提高其生物可降解性能。因此，與傳統(tǒng)的高結(jié)晶度羥基磷灰石相比，活性離子摻雜弱結(jié)晶碳酸化羥基磷灰石與人體自然骨骼成分更加接近，具有更優(yōu)異的降解性能和成骨性能。