[發(fā)明專利]核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料、制備方法及應(yīng)用

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• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114404656A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊賢燕;茍中入
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江搏谷醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/10;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 杭州匯和信專利代理有限公司 33475
• 代理人: 薛文玲

1.一種核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，包括：由殼層無機物組分組成的纖維殼層以及至少一個由核層無機物組分組成的核層，所述核層被包裹于所述殼層內(nèi)，且至少一核層的端部相對所述殼層存在暴露，所述核層無機物組分和所述殼層無機物組分內(nèi)分別形成孔隙率為3％-75％的微孔，微孔的孔隙率、微孔的尺度通過以下條件改變：

在殼層無機物組分或者核層無機物組分中加入造孔微粒的相對比例；

殼層無機物組分或者核層無機物組分在對應(yīng)液體或半流體分散劑中的質(zhì)量百分含量；

制備過程中的高熱處理的最高溫度以及保溫時長。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，所述微孔為所述殼層無機物組分和所述核層無機物組分在最高熱處理溫度時的非致密化煅燒或者燒結(jié)形成，或者，所述微孔為所述殼層無機物組分和所述核層無機物組分在添加造孔微粒后形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，核層無機物組分或者殼層無機物組分包括生物活性陶瓷、生物活性玻璃-陶瓷和/或生物活性玻璃，或者摻雜有功能性異質(zhì)金屬離子、酸根離子的非化學(xué)計量比生物活性陶瓷、生物活性玻璃-陶瓷；所述異質(zhì)金屬離子和/或酸根離子在核層無機物組分/殼層無機物組分的摩爾百分數(shù)占比為核層無機物組分/殼層無機物組分中所有金屬離子和/或酸根離子總摩爾百分數(shù)的0.01％-35％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，異質(zhì)金屬離子為鎂離子、鍶離子、鋅離子、銅離子、鐵離子、鋰離子、鈉離子、鉀離子中的至少一種；酸根離子為硼酸根離子、硅酸根離子、磷酸根離子、硫酸根離子、碳酸根離子中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，所述核層并列置于所述殼層內(nèi)，或者部分所述核層自內(nèi)向外排列并與至少一個核層并列置于所述殼層內(nèi)，或者所有所述核層自內(nèi)向外被包裹于所述殼層內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，

高熱處理的最高溫度在580-1450℃，保溫時長在30-360分鐘，造孔微粒為有機質(zhì)微粒、碳酸鹽微粒或者硝酸銨微粒。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，核層無機物組分和殼層無機物組分的完全體內(nèi)降解時長為1個月～3年。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，其特征在于，核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料的殼層無機物組分是呈連續(xù)的纖維狀，核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料的各個核層無機物組分是呈連續(xù)纖維、離散纖維和/或離散顆粒狀。

9.一種核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將核層無機物組分/殼層無機物組分的粉體分別加入到液體或半流體的分散劑中，攪拌形成漿料，核層無機物組分/殼層無機物組分的粉體在漿料中的質(zhì)量百分含量為10％-75％，再向漿料中按無機物組分粉體質(zhì)量的0.01％-135％添加造孔微粒并繼續(xù)攪拌均勻，將各漿料分別加入對應(yīng)的核-殼組合噴頭內(nèi)形成核-殼初步結(jié)構(gòu)體并用接收載體接收，從接收載體中分離出核-殼初步結(jié)構(gòu)體；

將核-殼初步結(jié)構(gòu)體進行浸泡和/或洗滌，然后進行干燥處理，再將干燥后的核-殼初步結(jié)構(gòu)體剪切成長度與初步體外徑之間的長/徑比為不小于0.3的任意長度，然后再進行高熱處理，

其中高熱處理的步驟為：從常溫到最高溫度的升溫速率為1℃-6℃/分鐘，最高溫度為580-1450℃，在最高溫度的保溫時長為30-360分鐘，然后自然冷卻，得到核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料的制備方法，其特征在于，液體或半流體的分散劑物質(zhì)是不與核層無機物/殼層無機物發(fā)生快速溶解反應(yīng)，并且能夠在高熱處理過程中完全分解、揮發(fā)的物質(zhì)。

11.一種核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料的應(yīng)用，其特征在于，將根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的核-殼結(jié)構(gòu)纖維功能無機生物材料，應(yīng)用于骨損傷及骨損傷近鄰受損軟組織的控制炎癥、防治感染，并促進骨損傷部位的組織再生及完全修復(fù)；其中，骨損傷內(nèi)填充核-殼結(jié)構(gòu)纖維，核-殼結(jié)構(gòu)纖維之間的孔道和纖維中核、殼層生物活性無機物組分降解形成的微孔被新生骨組織快速長入；通過控制核-殼結(jié)構(gòu)纖維內(nèi)各無機物組分內(nèi)的微孔尺度、微孔密度和/或

各組分的成分、厚度和/或

各組分所摻雜的異質(zhì)金屬離子或酸根離子的含量

調(diào)控核-殼結(jié)構(gòu)纖維降解與炎癥控制、感染防治、新生骨組織再生修復(fù)之間的匹配程度。