[发明专利]硅酸钙/羟基磷灰石复合生物陶瓷材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸钙/羟基磷灰石复合生物陶瓷材料及其制备方法和用途，属于生物材料领域。

背景技术

著名生物材料学家Hench教授指出，第三代生物材料不仅应满足具有生物活性的特点，同时应当具有可降解性[Science 295：1014-1017；2002]。同时，材料在降解过程中，还应能诱导组织再生[Nature Mater.，8：457-470；2009]。这也是目前对第三代生物材料发展的基本要求。

在无机生物医用硬组织损伤修复材料方面，研究和临床应用得最多的材料是磷酸钙类Ca-P基生物材料和生物玻璃类Ca-Si基生物材料。羟基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HAp]和β-磷酸三钙[β-Ca₃(PO₄)₂，β-TCP]是磷酸钙类Ca-P基生物陶瓷材料的最主要代表，具有良好的生物相容性，在硬组织损伤修复方面的研究和临床应用已经有很长的历史。目前国内外市场上已经有HAp和β-TCP陶瓷人工骨产品被用于骨科临床治疗。然而，Ca-P基生物陶瓷存在的一些问题限制了其应用的进一步推广。其中，HAp生物陶瓷虽然具有较好的生物活性，能够良好地诱导骨组织生长，但降解性很差；而β-TCP生物陶瓷虽然具有很好的降解性，但生物活性很低，对细胞和组织生长没有明显的促进作用，植入体内后对组织再生也没有活性刺激作用，用于截断(大段)骨组织缺损的修复效果不佳。

Ca-Si基生物材料的最典型代表是生物活性玻璃材料，因其优良的生物活性和降解性而越来越受到重视。自从二十世纪70年代L.Hench教授发明了CaO-SiO₂-Na₂O-P₂O₅系统生物活性玻璃[J.Biomed.Mater.Res.，2：117-141；1971.]以来，人们对生物活性玻璃的生物活性与组成的关系及生物活性玻璃与人体组织键合机理作了大量研究工作。研究结果显示，其活性是由于生物活性玻璃表面与体内组织液之间发生了无机化学反应[J Biomed Mater Res.7：25-42；1973.]，而CaO和SiO₂组分是材料具有生物活性的一个关键因素。Hench教授的最新研究结果还显示生物活性玻璃降解时释放出的硅离子有激活细胞、刺激细胞基因表达的作用[J.Biomed.Mater.Res.55：151-157；2001.]。在这些研究的基础上美国还研制出了颗粒状生物玻璃材料并成功应用于临床骨组织的修复。