[发明专利]一种多孔羟基磷灰石骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种多孔羟基磷灰石骨修复材料及其制备方法，所述骨修复材料的组成成分按重量份计包括：羟基磷灰石10‑20份、胶原2.5‑5份、壳聚糖16‑20份、聚乙烯醇0.5‑1.5份、聚乙二醇2‑3份,所述的胶原为I型活性胶原蛋白。通过加入重量比为1:4的PVA和PEG对羟基磷灰石、胶原和壳聚糖体系进行改性，得到机械强度和力学性能优异的多孔羟基磷灰石复合骨修复材料。

技术领域

本发明属于骨组织修复材料制造领域，具体涉及一种多孔羟基磷灰石骨修复材料及其制备方法。

背景技术

生物医用复合材料是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的构建。单一高分子材料的力学性能和生物活性往往难以满足骨修复材料的要求。利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组份材料的性质，而且可以得到单组份材料不具备的新性能，为获得结构和性能类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料已经成为生物医用材料研究和发展中最为活跃的领域之一。

对于一种理想的骨修复材料首先应该具备的特性有:(1)生物相容性:可与骨直接进行化学结合,不阻止骨细胞在其表面的正常活性或干扰其周围骨细胞的自然再生过程,对骨组织的分解吸收具有传导性。(2)机械耐受性:以小梁骨为准,抗压强度应大于5MPa,抗压模量在45～100MPa之间。(3)生物降解性:在一定时间内被宿主骨替代,不影响骨组织的修复,无毒副作用。(4)诱导再生性:通过自身或添加骨诱导因素,刺激或诱导骨骼生长。简言之,移植物的生物特性应与自然骨相似。

壳聚糖是天然的生物材料，带正电荷，其结构与细胞外基质中的主要成分—糖胺聚糖十分类似，其降解产物对人体无毒副作用，具有良好的生物降解性和生物相容性。

胶原是动物结缔组织的主要结构成份，占人体蛋白总量的三分之一。目前发现的胶原有二十多种之多，其中以I、lI、Ⅲ型最为常见，约占体内总胶原蛋白总量的80％。骨组织中主要为I型胶原，占总重量的34％，I型胶原分子由3条叶螺旋肽链组成，每条肽链约含1000个氨基酸，基本结构单位是Gly-X-Y。胶原是最早被利用的天然生物材料，具有极好的生物相容性和生物可降解性，同时还具有低抗原性。胶原具有特异性的分子识别信号，可促进细胞的黏附和增殖，诱导细胞的分化，为细胞生长提供支架。胶原在体内降解为各种氨基酸，安全无毒、无刺激性、无致敏源。因此，胶原材料被广泛用作组织工程培养细胞的支架材料。但是，胶原材料的力学性能差，而且在体内体外应用时降解速率高，容易为体内的胶原酶分解，限制了其应用。

胶原与HA复合后与天然骨的成分相近,因而与人体组织具有良好的生物相容性。复合物中胶原对HA颗粒有一定的束缚、增韧作用,并对成纤维细胞和成骨细胞起营养、刺激作用,有利于纤维血管、骨组织的长入。是一种有发展前途的生物植入材料。其缺点是机械性能较差。与骨的结构相比,这种复合材料的两相之间没有形成完整一致的复合,也不存在定向的取向关系,这对于材料的性能是至关重要的。

为了提高胶原支架材料的机械强度和可加工性能，最常见的方法就是对胶原进行交联。经过交联后的胶原蛋白支架材料具有较好的机械强度性能，主要是抗压强度较好，但材料的韧性较差、植入体内胶原易被蛋白酶消化等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔羟基磷灰石骨修复材料及其制备方法，加入重量比为1:4的PVA和PEG对羟基磷灰石、胶原和壳聚糖体系进行改性，得到机械强度和韧性性能优异的多孔羟基磷灰石复合骨修复材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多孔羟基磷灰石骨修复材料，所述骨修复材料的组成成分按重量份计包括：羟基磷灰石10-20份、胶原2.5-5份、壳聚糖16-20份、聚乙烯醇0.5-1.5份、聚乙二醇2-6份,所述的胶原为I 型活性胶原蛋白。

一种制备多孔羟基磷灰石骨修复材料的方法，包括如下具体步骤：