[发明专利]一种丝素蛋白/磷酸钙骨水泥基多孔复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工骨，特别涉及以丝素蛋白颗粒为成孔剂，以磷酸钙骨水泥为基体的含有硫酸钙的复合材料及其制备方法，属生物医用材料技术领域。

背景技术

传统的人工骨需在体外预制成一定形状后经手术植入人体进行骨修复，这种手术创伤较大。可注射式人工骨修复骨缺损创伤小，应用于浅表性、囊性和椎体部位骨缺损修复的优势明显，正日益引起重视，成为未来人工骨的发展方向。可注射的人工骨又可分为可自固化和非自固化两种。常用的可注射材料有可注射式硫酸钙、磷酸钙及复合制剂、有机材料等。

硫酸钙其主要特点为降解速度快，但质地较脆，机械强度欠佳。

磷酸钙骨水泥是一种可在室温或人体环境下自行固化并准确塑型的人工骨。骨水泥的固液两相发生固化反应的最终产物主要为与人体骨成分相似的羟基磷灰石，能传导骨生长，逐步被组织吸收并产生骨组织再生效果，具有良好的生物相容性，目前在骨损伤修复方面显示了巨大的临床应用优势和广阔的市场前景。但传统的磷酸钙骨水泥仍存在明显不足，如脆性大，结构致密、降解慢等缺点，这大大影响了骨组织的重建。因此，如何提高磷酸钙骨水泥的韧性，使其结构具有多孔性，是实现其应用于临床和充分发挥其骨缺损修复功能的重要基础。

目前国内外一些学者纷纷致力于如何提高磷酸钙骨水泥的力学强度和多孔结构材料的研究。目前改善磷酸钙骨水泥的力学强度主要通过与胶原、壳聚糖和纤维等复合。 文献(Hockin H.K. Xu, Michael D. Weir, Elena F. Burguera1, et al. Injectable and macroporous calcium phosphate cement scaffold. Biomaterials, 2006, 27:4279–4287)报道了采用可吸收纤维来改善磷酸钙骨水泥抗弯强度，虽然当样品含5%纤维时其抗弯强度为（3.2±1.0）MPa，但这个数值还是比较小，另外纤维不易均匀分散在磷酸钙骨水泥中。中国发明专利（CN 101125223）公开的磷酸钙骨水泥/壳聚糖-明胶复合支架的制备方法，其制备的材料孔隙率虽然较高，但压缩强度只有1.52～1.82MPa，太低。在利用磷酸化壳聚糖改善磷酸钙骨水泥性能的研究中，文献（Wang X., Ma J., Wang Y., He B.,Reinforcement of calcium phosphate cements with phosphorylated chitin. Chin. J. Polym. Sci., 2002,4:325-332 ）报道了利用不同分子量、不同脱乙酰度和不同磷酸酯化取代度的可溶性壳聚糖添加到磷酸钙骨水泥中，会稍微延迟骨水泥的固化时间。文献“胶原支架增强自固化磷酸钙骨水泥的力学及成骨性能研究”（中国矫形外科杂志，2006，14（18）:1410-1412）的研究结果认为，胶原支架可改善CPC的力学性能，弯曲强度比CPC的提高了64.2% ；但文献（Youji Miyamoto, Kunio Ishikawa, Masaaki Takechi, et al.Basic properties of calcium phosphate cement containing atelocollagen in its liquid or powder phases.Biomaterials, 1998, 19:707-715）研究结果表明，采用胶原的凝固时间较长。而且以上这些材料都是致密型的，除力学性能较好外，不利于骨组织和血管长入。

多孔型结构类似于松质骨，利于骨和血管长入。多孔型既有微孔也有大孔。大孔利于骨组织长入，微孔增大了材料与组织液接触面积，有利于生物降解。