[发明专利]一种具有BMP缓释涂层的碳-碳复合材料接骨板及其制备方法

权利要求书

1.一种具有BMP缓释涂层的碳-碳复合材料接骨板的制备方法，其特征在于：

所述碳-碳复合材料接骨板包括由0°无纺布、碳纤维网胎和90°无纺布依次交替叠层形成的碳-碳复合材料基材；

所述碳-碳复合材料基材层间填充针刺炭纤维；

在碳-碳复合材料基材的表面包覆有热解炭层；并且

在所述热解炭层的表面复合有BMP缓释涂层；所述热解炭层和所述BMP缓释涂层之间不设置碳化硅层；

所述针刺炭纤维的填充量为碳-碳复合材料基材质量的10％～15％，针刺炭纤维的直径为5μm～7μm；

所述热解炭层为多层，每一层热解炭的厚度均为2mm～5mm，热解炭的总包覆量为碳-碳复合材料基材质量的5％～10％；

所述BMP缓释涂层为含BMP活性蛋白分子的明胶缓释微球涂层；所述BMP缓释涂层中，BMP缓释微球的粒径为10μm～100μm，包封率≥80％，载药率为20μg/mg～50μg/mg；所述接骨板的弹性模量为10GPa～30GPa，抗压强度≥200MPa，抗弯强度≥220MPa，剪切强度≥16MPa，拉伸强度为110MPa～130MPa，延伸率≤2％；所述制备方法，包括以下步骤：

(1)将0°无纺布、碳纤维网胎和90°无纺布按设计尺寸裁切，再将裁切好的0°无纺布、碳纤维网胎和90°无纺布依次交替叠层，在层间填充针刺炭纤维作为增强相；

(2)将步骤(1)所得交替叠层的制品置于加热台上进行预热，在交替叠层的制品上包覆热解炭，挤压排出层间气体，然后将制品放在预型模内，按预型模设计的形状预型；

(3)将步骤(2)预型好的制品放入预热烤箱内预热，然后取出放入成型模具内进行热压成型，得碳-碳复合材料；

(4)将步骤(3)热压成型后的模具冷却降温，取出制品，对制品进行清洗和干燥，然后按照接骨板的设计图纸进行CNC加工，得碳-碳复合材料接骨板预制体；

(5)通过乳化交联固化法制备含BMP活性蛋白分子的明胶缓释微球；

(6)通过静电自组装法在步骤(4)所得碳-碳复合材料接骨板预制体表面修饰壳聚糖；

(7)采用浸渍提拉法将步骤(5)所得含BMP活性蛋白分子的明胶缓释微球复合在步骤(6)所得修饰有壳聚糖的碳-碳复合材料接骨板预制体的表面，即得具有BMP缓释涂层的碳-碳复合材料接骨板；

所述步骤(5)中，含BMP活性蛋白分子的明胶缓释微球具体通过以下方法制备得到：

(5.1)配置明胶溶液置于水浴中预热，将预热的明胶溶液逐滴滴加到液体石蜡中，边滴加边搅拌，滴加完后继续搅拌均匀，然后迅速转入冰水浴中进行处理，再加入交联剂交联，交联完成后用洗涤液进行洗涤，得到淡黄色微球；再置于低温环境下继续固化一段时间，最后用洗涤液再次充分洗涤，过筛，分装，得空白明胶微球；

(5.2)将步骤(5.1)制备得到的空白明胶微球作为原料，并与海藻酸钠溶液混合制备明胶/海藻酸钠空白核-壳结构缓释微球；

(5.3)将步骤(5.2)制备得到的明胶/海藻酸钠空白核-壳结构缓释微球加入到骨形态发生蛋白的PBS缓冲溶液中，充分震荡后，即得载有BMP的明胶-海藻酸钠核-壳结构缓释微球；

所述步骤(3)中，预热的温度为45℃～75℃，预热的时间为40min～60min；

所述步骤(3)中，热压成型的温度为100℃～250℃，加压时间为60min～120min，外部压力为100kg/cm²～120kg/cm²；

所述步骤(3)中，碳-碳复合材料中碳纤维的体积含量≥35％，碳-碳复合材料的密度≥1.75g/cm³；

所述步骤(4)中，冷却降温操作中冷却温度为35℃～45℃，冷却时间为5min～10min，冷却外部压力为110kg/cm²～120kg/cm²；

所述步骤(4)中，干燥的温度为155℃～165℃。