[发明专利]一种制备孔径可控的双相钙磷复合陶瓷支架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备陶瓷支架的方法，具体涉及一种制备孔径可控的双相钙磷复合陶瓷支架的方法，属于生物医用纳米材料技术领域。

背景技术

20世纪70年代发现了大量钙磷系的陶瓷支架材料，如羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)、β-磷酸三钙(β-tricalciumphosphate,β-TCP)等。钙磷系陶瓷支架材料属于生物活性材料，具有与人体骨结构类似的化学成分和力学性质，因此具有优良的生物相容性，并且在植入人体内后能逐步降解诱导成骨细胞的长入，加快自体骨的形成过程。随着植入体的缓慢降解和自体骨的诱导长出，最终达到完全修复的目的。

纳米HA具有极佳的生物相容性，并且作为植入物能在人体微环境下不断析出Ca、P离子促进自体骨的生长，达到植入物自体化的目的。同时，纳米HA陶瓷支架材料能与人体自身结构形成牢固的化学键合，保证其良好的结合强度不发生断裂。但有研究表明，纳米HA在作为植入物材料时的降解速率非常缓慢，即植入物的降解速率小于自体骨的生长，这样极容易导致植入部分的骨组织过多，引发相关问题甚至造成二次手术的风险。

纳米β-TCP与纳米HA同为钙磷系生物陶瓷支架材料，本身具有良好的生物活性、生物相容性和降解性，并且其无毒无害，也是一种理想的骨修复及替代材料。并且，与纳米HA相比，纳米β-TCP的降解性能远优于纳米HA，即其能在人体微环境下迅速降解，达到植入体的自体化效果。纳米β-TCP有纳米HA所不能达到的良好的生物降解性，但同时，其机械强度则远不如纳米HA陶瓷支架植入物。这极大的限制了纳米β-TCP作为植入物的临床应用。

纳米HA与纳米β-TCP作为钙磷系生物活性陶瓷支架在功能上能互相补充，最终达到临床治疗对生物陶瓷支架植入体的要求。因此纳米HA与纳米β-TCP复合材料是当今研究者们广泛研究的课题。最初研究者们考虑到力学性能的要求，致密的HA/β-TCP陶瓷支架是相关研究的重点，致密的HA/β-TCP复合陶瓷支架具有高的力学性能，可以适应人体内各个部位骨缺损以及替代的承重等力学方面的要求。但是，体外及体内临床实验发现，致密的HA/β-TCP复合陶瓷支架并不能在微环境下很好的降解，由于陶瓷支架内部完全致密没有孔洞，因此血液等体液无法渗入、血管无法延伸至陶瓷支架内部、成骨细胞无法生长，即无法达到所希望的植入物自体化要求，并且由于此类复合陶瓷支架无法有效降解，临床上会有二次手术的风险，给病人带来巨大的痛苦。

在此背景下，能够诱导血管及成骨细胞等组织长入的多孔陶瓷支架逐渐走进研究者的视野。研究表明，陶瓷支架的孔隙尺寸是植入体诱导骨长入数量和方式的决定因素之一。例如：当植入体内部孔径在5～40μm时，纤维组织即可长入；孔径在40～100μm时，能够诱导非矿化的骨样组织的延伸；孔径在150～200μm左右时，骨组织的长入便没有阻碍；孔径为200～300μm时，植入体内的骨传导即可初步形成；而当植入体内的孔径在400μm左右，此时的植入体最有利于新骨的生长。不同的孔径大小会对材料的生物学特性如细胞黏附、形态和取向等产生影响，因此针对实际的临床应用条件，需要可控制备相应孔径的双相钙磷复合陶瓷支架。但是，对于双相钙磷陶瓷支架孔径的控制并没有比较好的解决方法。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种制备孔径可控的双相钙磷复合陶瓷支架的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服上述现有技术的不足，提出一种制备孔径可控的双相钙磷复合陶瓷支架的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种制备孔径可控的双相钙磷复合陶瓷支架的方法，利用表面活性剂、造孔剂与发泡剂的共同作用，在一定温度下发泡脱水，并高温煅烧得到孔径可控的多孔双相钙磷复合陶瓷支架。具体的技术方案如下：

一种制备孔径可控的双相钙磷复合陶瓷支架的方法，包括以下步骤：

步骤1，分别制备纳米羟基磷灰石与纳米β-磷酸三钙粉体；

步骤2，将纳米羟基磷灰石、纳米β-磷酸三钙粉体与表面活性剂及造孔剂均匀混合，研磨过筛得到混合粉体；

步骤3，将发泡剂配置成发泡剂溶液，再将发泡剂溶液滴入混合粉体中，搅拌得到粘稠状浆料，室温晾干得到陶瓷胚体；

步骤4，将陶瓷胚体发泡及脱水，再进行烧结除去陶瓷胚体中的表面活性剂、造孔剂及发泡剂后，得到双相钙磷复合陶瓷支架。