[发明专利]一种纳米磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料及制备方法

说明书

技术领域

一种纳米磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料及制备方法，涉及一种抗生素药物载体材料及制备方法，属于定向孔复合多孔材料技术领域。

背景技术

目前，无机/聚合物多孔材料的制备方法主要有1)粒子致孔法，将材料和致孔剂粒子充分混合，然后利用二者不同的溶解性或挥发性，将致孔剂粒子除去而得到多孔材料，如溶剂浇铸/粒子利率沥滤技术(中国专利CN1316464)；2)气体发泡法，采用气体作为致孔剂，在加热模具中通过模压成型将材料压成片，置于高压CO₂中直至饱和，甚至超临界状态，然后使压力快速下降到大气压强，使聚合物中形成气穴；3)颗粒烧结法，将用于致孔的颗粒先行烧结成多孔模板，再将模板多次浸入由超声波振动的磷灰石悬浮液中，模板干燥后再经聚合物溶液灌注，完成后让溶剂在室温下蒸发，最后将整个含有磷灰石和聚乳酸模板浸泡在水中，去除盐粒，制成聚乳酸/磷灰石复合多孔材料；4)相分离法，将聚合物溶液、乳液或水凝胶在低温下冷冻，诱发相分离，体系稳定后会形成富溶剂相和富聚合物相，然后经真空冷冻干燥除去溶剂而形成多孔泡沫材料。

虽然无机/有机复合多孔材料研究已经取得了较显著的成果，但目前所制备的材料仍难满足多方面的要求，如制备非常理想的支架材料还面临着巨大的挑战以及在临床治疗骨感染的过程中仍缺乏性能优良的抗生素载体材料。

发明内容

本发明的目的在于公开一种纳米级磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料，该材料可以替代目前在医治骨感染中使用的骨水泥，作为抗生素药物载体，避免二次手术给患者造成的痛苦以及减轻患者的经济负担；本发明的另外一个目的是提供该材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用多种多孔材料制备方法的结合，特别是有机—无机生物材料之间的复合，研究开发得到组织工程支架材料和药物缓释材料。具体是通过表面活性剂的作用，使纳米磷酸钙盐、溶剂和聚合物有机相形成多相亚稳态胶体，在冷冻过程中该亚稳态胶体失稳发生水相分离，分离出的水凝结形成冰，充当模版；通过控制冷冻过程的方向和速率，诱导水相在一定方向凝固，再经过真空干燥工艺使得冰升华，在纳米磷酸钙盐/聚合物复合材料中形成定向多孔结构。

本发明所表述的纳米磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料由纳米磷酸钙盐纳、聚合物以及定向孔结构组成。定向孔结构是指在纳米磷酸钙盐/聚合物复合材料中形成定向排布的管状孔，孔径在1～50微米范围可调节，孔隙率在30～80％之间。当孔隙率较低时，所得材料中定向孔的孔壁较厚，定向孔之间互不联通；当孔隙率较大时，孔壁较薄，受毛细管作用力的影响，所得材料中定向孔的孔壁之间可以部分连通。

所说的纳米磷酸钙盐可以是结晶态或无定形的一种磷酸钙盐或者是几种磷酸钙盐按任意比例的混合物，磷酸钙盐是磷酸钙、磷酸四钙(TECP)、磷酸八钙、磷酸氢钙(有结晶水或无结晶水)、羟基磷灰石、焦磷酸钙中的一种或几种混合物，每种磷酸钙盐的颗粒大小在1～100纳米范围，通过市售或自制得到均可。

所说的聚合物是依据文献或专利中报道的具有生物可降解特性的聚合物，可以是聚己内酯(PCL)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、羟基乙酸和乳酸的共聚物(PLGA)、聚二氧杂环己酮(PDS)或三次甲基碳酸酯(TMC)中的至少一种。

本发明的纳米磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料的制备方法，其特征是：

第一步，亚稳态胶体体系的制备

先按聚合物:有机溶剂＝50～10:50～90重量百分比称取聚合物和有机溶剂，在10～30℃水浴中搅拌形成有机物溶液后；再以有机物溶液:水＝80～99:20～1体积比量取水，将水加入到有机物溶液中，然后加入表面活性剂并在10～50℃下搅拌配制成溶胶，所加的表面活性剂的重量是有机物溶液中所含聚合物重量的1％～50％；最后，在溶胶中加入纳米磷酸钙盐，其加入量为有机物溶液所含聚合物重量的5％～80％，在10～50℃水浴中搅拌2小时以上，形成亚稳态胶体体系；

第二步，纳米磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料的制备

将第一步制得的亚稳态胶体体系移至市售的15毫升底部呈圆锥形塑料离心管中，将该塑料离心管夹在可精确控制升降的装置上，调整塑料离心管底部与液氮表面接触，然后在1毫米/小时～100毫米/小时下降速率范围内将塑料离心管下降，直至塑料离心管中的胶体全部浸没在液氮中，然后停止下降并保持此状态3小时；再将塑料离心管放在冻干机中冻干，冻干时间为24～72小时，得到纳米磷酸钙盐/聚合物定向孔复合材料。