[发明专利]含陶瓷成分的复合聚合物骨修复材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含陶瓷成分的复合聚合物骨修复材料及其制备方法，具体讲是一种由磷酸钙盐类的陶瓷成分与多元氨基酸聚合物组成的骨修复材料及其制备方法。

背景技术

在作为人体骨损伤等硬组织的修复和重建的替代材料，包括羟基磷灰石(HA)、磷酸钙等多种类型的磷酸钙盐，都是已被广泛使用的材料。

羟基磷灰石(HA)是沉淀常数最大的磷酸钙盐。羟基磷灰石陶瓷具有高的力学强度，抗压强度达到500～1000MPa，抗弯强度达到115～200MPa，杨氏模量达到80～110GPa。羟基磷灰石的磷/钙比例与人体骨的无机成分类似，因此具有良好的生物相容性，临床上已广泛用于骨组织的修复和替代。其特点是在人体内基本不会有明显的降解。

多种形式的磷酸钙盐类陶瓷成分，是目前在骨修复和骨重建中已被使用的多种陶瓷类成分中的一大类，如Ca(H₂PO₄)₂(MCP)、CaHPO₃(CPI)、Ca₂P₂O₇(CPP)、CaHPO₄·2H₂O(DCP)、CaHPO₄(ADCP)、Ca₈H₂(PO₄)₆·5H₂O(OCP)、Ca₃(PO₄)₂(TCP)、Ca₁₀(PO₄)₆(HO)₂(HA)、Ca₁₀(PO₄)₆F₂(FA)、CaO·Ca₃(PO₄)₂(TTCP)和Ca₁₀(PO₄)₆O(OXA)等，其特点是能具有良好的生物活性和生物相容性。特别是如其中的磷酸三钙(TCP)等，其组成的钙磷比为1.5，具有优良的生物学性能，能引导组织生长，即具有骨传导性，其成型材料植入机体后，能在短期内与机体组织形成骨性结合(即生物活性)。磷酸三钙存在有两种晶相结构，β-型和α-型。β-磷酸三钙是低温相，稳定存在于室温至1120℃以下。α-磷酸三钙则是高温相，在1120℃～1470℃范围内稳定存在，可以在无水的室温下亚稳定存在。磷酸三钙具有与羟基磷灰石(HA)不同的生物性能，最大的区别就是其可以发生生物降解。植入体内可以被生物吸收，一般来说α-型磷酸三钙的降解速率大于β-型，而且很容易发生水解转变为磷灰石相。α-型磷酸三钙在生物相容性方面较β-型的好，在生物活性方面要比HA更好一些。

此外，磷酸钙盐类陶瓷成分中的磷酸氢钙陶瓷(ADCP)，因其生物相容性好、能够完全降解、对周围组织没有异物刺激作用，也被视为是最有前途的骨移植替代材料之一。

除上述的各种陶瓷类无机修复材料外，目前在人体硬组织损伤和疾病的修复与重建也有广泛使用，并表现出优异性能的组织修复的高分子类聚合物材料，可包括非降解型和可生物降解型两大类。非降解型高分子材料在生物环境中能长期保持稳定，不发生降解、交联等，并具有良好的物理机械性能，主要包括如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香酸酯、聚硅氧烷、聚甲醛等。如聚醚醚酮(PEEK)是一种被认为具有良好生物力学相容的硬组织替代材料，在脊柱修复矫正等领域中已广泛用；超高分子量聚乙烯(UHMWPE)也已在人造关节中有广泛的用途。这些高分子材料是生物惰性的，可长期植入体内，通常情况下仅在稳定承力部位使用，在硬组织修复和重建方面功能有限。