[发明专利]一种新型人骨替代材料及其制备方法

说明书

技术领域

一种属于生物活性材料技术领域，涉及一种人骨替代材料及其制备方法。 

背景技术

羟基磷灰石是人体骨骼、牙齿的重要组成部分，它在人骨成分中的质量分数约 70%，在人的牙齿釉质中质量分数则在 95%以上。羟基磷灰石具有良好的生物相容性、生物活性和化学稳定性，能与骨紧密结合，被认为是最有前途的陶瓷人工齿和人工骨置换材料。然而，纯的羟基磷灰石力学性能比较差，作为人工种植体其使用可靠性较差。这大大限制了它在承载部位骨替换中的应用。

聚醚醚酮是一种全芳香族半结晶性高聚物，该材料的刚性较大，尺寸稳定性较好，化学稳定性、热稳定性好，具有优异的耐化学药品性，还具有突出的摩擦学特性、耐滑动磨损和微动磨损性；此外，它还具有较好的韧性，对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的。因此，聚醚醚酮是一种很好的修复和替换人体硬组织的生物材料。然而，聚醚醚酮材料不具有生物活性，这也制约了它的生物应用。

羟基磷灰石/聚醚醚酮生物复合材料引起了人们的极大关注，二者具有极强的互补性，作为复合材料既可以改善羟基磷灰石的力学性能，又兼具优异的生物活性。然而，目前聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料中的羟基磷灰石成分为实心结构。由于目前聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料中的羟基磷灰石成分为实心结构，该材料植入体内后新生骨组织仅能在表面形成骨质，虽然附着紧密，但不能长入到羟基磷灰石的内部，由于接触面积小，羟基磷灰石与骨不能够充分的生理性结合，因此复合材料的生理活性不能得到充分的发挥，很难满足人骨替代材料的功能要求。

有研究表明，羟基磷灰石的结构直接影响组织长入及组织在种植体内的生长，多孔结构有利于促进组织的生长，当材料的内连孔直径在15-40μm时，即允许纤维组织长入材料内部；而孔径为40-100μm时，允许非矿化的骨样组织长入；孔径在150μm时，已能为骨组织长入提供理想场所。 

发明内容

针对现有技术中羟基磷灰石/聚醚醚酮生物复合材料存在的生物活性差的缺陷，本发明旨在为解决上述技术问题提供一种新型人骨替代材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种人骨替代材料，为聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料，其特征在于，所述的人骨替代材料包含聚醚醚酮和多孔羟基磷灰石，所述多孔羟基磷灰石的孔隙率为50-80%，孔径为100-250 μm。

优选地，所述人骨替代材料组分的质量分数为：聚醚醚酮70-90%，多孔羟基磷灰石10-30%。

本发明还提供所述的人骨替代材料的制备方法，包括以下步骤：将干燥后的多孔羟基磷灰石和聚醚醚酮粉体，按照羟基磷灰石的质量百分含量为10%～30%混合，放入球磨机中球磨后，再放入烘箱内干燥，制得所述的人骨替代材料。

所述的多孔羟基磷灰石的制备方法是：羟基磷灰石粉末与甲基纤维素粉末混合后，再与去离子水混合成浆料，经超声震动脱气，在烘箱中50℃-90℃烘干，然后以0.5℃/min的速度升温至250℃，保温，再以3℃/min的速度升温到1250℃，保温，随炉冷却到室温，即可获得多孔羟基磷灰石。

所述的羟基磷灰石与甲基纤维素的质量比为1:0.5-1:1；制得的多孔羟基磷灰石孔隙率为50-80%，孔径为100-250 μm。

本发明的有益效果是：本发明的人骨替代材料为聚醚醚酮/多孔羟基磷灰石复合材料，通过在现有材料的基础上，采用多孔羟基磷灰石替代普通的羟基磷灰石，能够有效地提高人骨替代材料的生物活性。实验数据表明，与普通的聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料相比，聚醚醚酮/多孔羟基磷灰石复合材料更能促进细胞增殖。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1  PEEK/10%p-HA与PEEK/10%HA复合材料随时间变化对细胞增殖率的影响。

图2  不同组成成分的PEEK/p-HA复合材料随时间变化对细胞增殖率的影响。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。以下实施例中，羟基磷灰石缩写为HA，多孔羟基磷灰石缩写为p-HA，聚醚醚酮缩写为PEEK。

实施例1

一种新型人骨替代材料及其制备方法，步骤如下：

1）多孔羟基磷灰石的制备：