[发明专利]自促血管化掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料及制备方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及生物医学材料技术领域，特别是涉及适用于修复人体硬组织缺损的生物医学工程支架材料技术领域。 

二、背景技术：

全球每年都有大批的患骨缺损、骨肿瘤、骨髓炎等疾病的病人等待治疗。相对于如此巨大的需求，当前骨修复生物医用材料及制品则显现出数量不足，不能满足临床手术需要。长期以来，骨移植术一直是治疗骨组织缺损或缺失的主要手段。自体骨移植是目前最常采用的疗法，但供体的有限性限制了其应用，而且增加患者的痛苦。异体骨具有抗原性，特别是在植体较大时，常因剧烈的免疫排斥反应导致植入失败。目前，越来越多的学者将组织工程运用到骨修复治疗中(这种方法也称为骨组织工程)，并获得了初步的成功。而骨组织工程中面临的主要问题是组织工程骨的血管化，目前促进组织工程骨血管化的方法主要有两种，一种为组织预置法，另一种为生长因子法，其中组织预置法包括血管束植入法，血管蒂筋膜瓣包裹法和肌肉瓣预制法，组织预置不足之处在于会导致其他部位的畸形或创伤，以及延长治疗时间。生长因子法通常是采取将生长因子和支架材料结合到一起植入体内，虽然该技术已有很大的进展，但仍存在许多不足。这种方法的不足之处，其一是应用时不可避免地有副作用发生，对于肿瘤或其他代谢异常的患者可能造成病情恶化；其二是生长因子应用技术复杂，涉及基因转染技术及多因子调控网络的复杂问题；其三是支架材料释放生长因子的周期、释放量，如何调整释放以达到最优的治疗效果等，都是亟待解决的问题。因此，理想的骨组织工程支架材料除了应具备可生物降解性、骨传导性、骨诱导性以及良好的生物相容性外，还需具备一定的“自促血管化能力”。但直到本发明完成之前，据发明人所知，还没有关于具有“自促血管化作用”的支架材料报道。如果能制备出具有“自促血管化作用”的支架材料，则将为骨组织工程的发展起到巨大的推动作用。而一种支架材料对相应种子细胞的血管化因子表达的影响在很大程度上决定了支架材料的“自促血管化能力”。

已有研究证明掺锶聚磷酸钙(SCPP)骨组织工程支架材料具有生物相容性好和可降解性能，由于聚磷酸盐在降解过程中产生的游离锶离子会以离子交换的形式与骨骼结合，使骨骼的矿物密度增加，同时具有促进成骨细胞的生长和抑制破骨细胞形成的作用，然而是否具有“自促血管化”作用还不清楚。 

三、发明内容：

针对上述已有技术存在的不足，本发明的目的旨在提供一种掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料及其制备方法，以使制备的支架材料具有良好的生物相容性，同时具有“自促血管化能力”，使其在骨修复中发挥更好的作用。 

本发明所要解决的上述技术问题，可通过以下技术方案的自促血管化掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料得以实现。 

本发明公开的自促血管化掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料，主要由聚磷酸锶和聚磷酸钙按锶/钙摩尔比为0.5％-9.0％组成，为多孔块体结构。 

在上述的自促血管化掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料中，构成骨组织工程支架材料的聚磷酸锶和聚磷酸钙中的锶、钙摩尔比在0.5％-9.0％范围，不仅具有良好的生物相容性，都具有自促血管化能力。锶、钙摩尔比优选的范围是1.0％-9.0％，其进一步优选的范围是5.0％-9.0％，更进一步优选的范围是7.0％-9.0％。 

上述自促血管化掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料，可通过下述的方法来进行制备： 

将粉料聚磷酸锶和聚磷酸钙按骨组织工程支架材料确定的锶/钙摩尔比进行配料，加入聚磷酸锶和聚磷酸钙配料重量30％-50％的致孔剂，充分混合后制成设计形状的块体，在820-950℃下烧结1-3小时，烧结结束随烧结设备冷却至环境温度，即制得多孔块体结构的自促血管化掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料。 

在上述制备方法中，所述的聚磷酸锶和聚磷酸钙粉料配料，可由磷酸二氢锶和磷酸二氢钙按骨组织工程支架材料确定的锶/钙摩尔比例配混，在450-630℃下煅烧不少于1小时，使磷酸二氢锶和磷酸二氢钙产生聚合反应，相应地转化为聚磷酸锶和聚磷酸钙，聚合反应完结后将聚磷酸锶和聚磷酸钙组成的混合烧料快速冷却淬火，经干燥后粉磨，即制得聚磷酸锶和聚磷酸钙粉料配料；也可由磷酸二氢锶和磷酸二氢钙分别在450-630℃煅烧不少于1小时，使磷酸二氢锶或磷酸二氢钙产生聚合反应，分别转化为聚磷酸锶或聚磷酸钙，聚合反应完结后将聚磷酸锶或聚磷酸钙烧料快速冷却淬火，经干燥磨制成粉料后，再按骨组织工程支架材料确定的锶/钙摩尔比例配制成聚磷酸锶和聚磷酸钙粉料配料。