[发明专利]一种聚己内酯/生物陶瓷复合骨植入物制备方法

说明书

一种聚己内酯/生物陶瓷复合骨植入物制备方法，先完成具有两级互不连通的多孔结构生物陶瓷支架三维模型设计，然后制备具有两级互不连通的多孔结构生物陶瓷支架素胚，高温烧结后，得到高强度生物陶瓷支架；再制备改性的聚己内酯增强颗粒，配制复合增强网预混液；最后将高强度生物陶瓷支架放入容器中，通过氯化钠粉末掩埋，只留出与外界连通的II级管道端面，通过抽真空方式向高强度生物陶瓷支架的II级管道中注入复合增强网预混液，再加热和反复抽真空除去复合增强网预混液中的有机溶剂；自然冷却后，得到最终的可梯度降解聚己内酯/生物陶瓷复合植入物，本发明能够整体提高复合支架的力学性能，实现体内梯度降解。

技术领域

本发明属于生物组织工程领域，特别涉及一种聚己内酯/生物陶瓷复合骨植入物制备方法。

背景技术

因创伤、肿瘤、感染及发育异常造成的大段骨缺损修复重建一直是临床医学中的难题。生物陶瓷，虽然具有较高的强度，能在植入初期有效诱导新骨长入，但因其脆性大、骨传导差，在降解过程中其力学性能的突然崩溃极易导致新骨骨折。因此，单独使用生物脆性材料事实上无法实现骨缺损修复的过程中植入物与新骨的强度、功能的连续可靠替代的难题。聚己内酯虽然具有高韧性和生物相容性，但是其强度低，骨诱导性能差，不能满足骨组织工程植入物的基本要求。因此研究高强度高韧性的聚合物/生物陶瓷复合材料是目前亟待解决的难题。

传统制备聚合物/生物陶瓷复合材料的方法分为两类，第一类，以高分子聚合物为基体的复合物，其强度取决于高分子，强度低，由于陶瓷含量受限和高分子疏水性，复合植入物生物活性成骨性能不佳；第二类，以生物陶瓷为基体复合聚合物，韧性和弹性提高并不明显，目前缺乏宏微观多孔结构一体化结构设计，同时这两种复合移植物力学性能难以随植入阶段不同改变其力学性能(弹性和韧性)，难以满足植入早期阶段骨生长骨愈合对移植物提出的高刚性高强度要求和植入后期骨强化成熟所需要的高弹性高韧性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种聚己内酯/生物陶瓷复合骨植入物制备方法，不仅克服的单一陶瓷植入物的脆性问题，而且聚己内酯复合增强相和陶瓷能够实现体内梯度降解。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种聚己内酯/生物陶瓷复合骨植入物制备方法，包括以下步骤：

1)根据临床患者病变组织的CT或MRI多平面重建图，通过Mimics软件中构建构造匹配宏观结构的三维模型，然后将三维模型导入三维设计软件(Solidworks，Proe/Engineer)中完成具有两级互不连通的多孔结构生物陶瓷支架三维模型设计：I级管道和II级管道形状为圆形，II级管道仅有一端面与外界连通；

2)通过增材制造方法来制备步骤1)中的具有两级互不连通的多孔结构生物陶瓷支架素胚，高温烧结后，得到高强度生物陶瓷支架；

3)制备改性的聚己内酯增强颗粒：取乙醇，加入冰乙酸或醋酸溶液调节PH到3～5，再加入硅烷偶联剂，搅拌1～2h，再加入聚己内酯增强颗粒后，超声分散15～60min，在50～80℃环境下干燥，得到改性的聚己内酯增强颗粒；

4)配制以聚己内酯为基体的复合增强网预混液：将聚己内酯和有机溶剂配置成溶液，其中有机溶剂含量为50～60wt％，聚己内酯含量为20～40wt％，再将步骤3)制备的改性的聚己内酯增强颗粒加入该溶液中，改性的聚己内酯增强颗粒含量为5～50wt％，搅拌1～2h；

5)将步骤2)制备的高强度生物陶瓷支架放入容器中，通过氯化钠粉末掩埋，只留出与外界连通的II级管道端面，将容器置入高温烘干箱中，在100～250℃下，通过抽真空方式向高强度生物陶瓷支架的II级管道中注入步骤4)制备的复合增强网预混液，再加热和反复抽真空除去复合增强网预混液中的有机溶剂；自然冷却，将高强度生物陶瓷支架端面多余的聚己内酯增强网材料切掉后，得到最终的可梯度降解聚己内酯/生物陶瓷复合植入物。