[发明专利]具有植酸-金属离子-羟基磷灰石涂层的骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有植酸‑金属离子‑羟基磷灰石涂层的骨修复材料，由基底、基底上的植酸‑金属离子层以及植酸‑金属离子层上的羟基磷灰石层组成，植酸‑金属离子层由植酸分子的磷酸根与金属离子通过螯合作用形成，植酸‑金属离子层的底面通过植酸分子的磷酸根与基底结合，植酸‑金属离子层的表面通过植酸分子的磷酸根与羟基磷灰石层结合。该骨修复材料的羟基磷灰石层与基底的结合力强，在使用过程中不容易开裂或脱落，具有使用稳定性高的优势。本发明还提供了一种该骨修复材料的制备方法，该方法具有普遍适用性，操作简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于骨修复材料领域，具体涉及一种具有植酸-金属离子-羟基磷灰石涂层的骨修复材料及其制备方法。

背景技术

磷酸钙类无机材料是具有生物活性的第三代骨修复材料，为了提高修复材料与机体的生物相容性，可在骨修复材料表面修饰一层羟基磷灰石涂层，常用的方法有等离子体喷涂、激光熔融涂覆、离子溅射、电结晶、化学表面处理等，但是，采用这些方法形成的羟基磷灰石涂层与基体材料之间是通过物理吸附作用结合在一起的，涂层与基体材料的结合力差，致密度也相对较低，而羟基磷灰石涂层本身具有一定的刚性，因此，涂层与基体材料的结合力差会造成涂层在使用过程中容易开裂或者脱落，而涂层的致密性较低容易造涂层在使用过程中溶解。同时，采用等离子体喷涂、激光熔融涂覆和离子溅射法制备羟基磷灰石涂层需要要复杂的仪器，存在着生产成本过高的问题，而电结晶和化学表面处理制备羟基磷灰石涂层由存在着操作复杂的不足。基于此，探寻一种操作简单，生产成本低廉，具有普适性并且能提高羟基磷灰石涂层与基体材料结合稳定的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有植酸-金属离子-羟基磷灰石涂层的骨修复材料及其制备方法，以提高羟基磷灰石涂层与基底的结合稳定性，同时简化该材料的制备方法和降低生产成本。

本发明提供的具有植酸-金属离子-羟基磷灰石涂层的骨修复材料，由基底、基底上的植酸-金属离子层以及植酸-金属离子层上的羟基磷灰石层组成，植酸-金属离子层由植酸分子的磷酸根与金属离子通过螯合作用形成，植酸-金属离子层的底面通过植酸分子的磷酸根与基底结合，植酸-金属离子层的表面通过植酸分子的磷酸根与羟基磷灰石层结合。

上述骨修复材料的技术方案中，羟基磷灰石层在植酸-金属离子层上的覆盖率至少为80％。

上述骨修复材料的技术方案中，金属离子为Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺或Co²⁺。

上述骨修复材料的技术方案中，基底的材质为金属、合金、陶瓷或可降解高分子材料，优选的基底的材质为钛、铝、不锈钢、石英、玻璃、硅、聚乳酸或者聚碳酸酯。基底的形状根据实际应用需求进行确定，例如，作接骨板应用时可采用平板状的基底。

本发明还提供了一种上述具有植酸-金属离子-羟基磷灰石涂层的骨修复材料的制备方法，步骤如下：

(1)将清洗后的基底置于植酸溶液中浸泡2～15min，然后向植酸中加入金属离子溶液继续浸泡1～3min，取出置于植酸溶液中浸泡2～15min，在基底上形成植酸-金属离子涂层，将经过前述处理的基底干燥；

或者将清洗后的基底置于植酸溶液中浸泡2～15min，然后向植酸溶液中加入金属离子溶液继续浸泡1～3min，取出置于植酸溶液中浸泡2～15min，然后重复前述向植酸中加入金属离子溶液继续浸泡1～3min，取出置于植酸溶液中浸泡2～15min的操作1～5次，在基底上形成植酸-金属离子涂层，将经过前述处理的基底干燥；

(2)将经过步骤(1)处理的基底置于模拟体液中浸泡3～7天，浸泡期间，每隔12～24h更换一次模拟体液，浸泡完成后，取出干燥，即得具有植酸-金属离子-羟基磷灰石涂层的骨修复材料；