[发明专利]一种磷酸钙骨水泥复合微球及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磷酸钙骨水泥复合微球及其制备方法和应用。本发明中通过采用丝素蛋白和羧甲基壳聚糖复配，以磷酸钙骨水泥固相粉末作为原料，并结合液滴冷凝法，制备得到磷酸钙骨水泥复合微球，制备方法简单，无需高温烧结，所述磷酸钙骨水泥复合微球具有较高的力学强度，良好的抗崩解性、降解性和细胞相容性，在骨修复和药物载体领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及骨修复材料技术领域，具体涉及一种磷酸钙骨水泥复合微球及其制备方法和应用。

背景技术

磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement，CPC)于上世纪90年代由Brown和Chow研制成功，是一种具有自固化性的非陶瓷型羟基磷灰石类人工骨材料。它由固相粉末和固化液按照一定的比例混合后形成易塑形的浆体，在短时间内自固化，最终的水化产物为与人体骨组织的无机成分和晶体结构相似的磷灰石。CPC具有良好的骨传导性和生物相容性，在手术中可任意塑形，填充各种形状的骨缺损，在骨缺损修复、颌面外科修复和药物载体等领域得到了广泛应用。

与块状的磷酸钙骨修复材料相比，磷酸钙微球具有更好的流动性和优异的填充性能，能够在形状规则或不规则的骨缺损部位实现良好的填充和修复，同时，磷酸钙微球在填充过程中，微球堆积形成相互连通的孔隙结构，有利于骨组织的长入和血管的生成。磷酸钙微球可以通过液滴冷凝法、喷雾干燥法、模板法和乳液法等方法制备获得，传统的磷酸钙陶瓷类微球需经高温烧结处理，不利于负载药物和生物活性成分，且经高温烧结处理后的微球降解速率较慢，而高分子为基体的磷酸钙微球力学性能不足，且缺乏骨传导性和骨诱导性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种磷酸钙骨水泥复合微球及其制备方法和应用，提高磷酸钙骨水泥微球的强度、降解性和细胞相容性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种磷酸钙骨水泥复合微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，并加入浓度为10～20wt％的丝素蛋白溶液，混合均匀后，得到混合溶液；

(2)在步骤(1)的混合溶液中加入磷酸钙骨水泥固相粉末，混合溶液与磷酸钙固相粉末的液固比为1mL:0.4～1g，搅拌均匀后得到磷酸钙骨水泥浆料；

(3)将磷酸钙骨水泥浆料注入注射器中，并逐滴加到液氮中，形成冷冻复合微球；

(4)将冷冻复合微球放入温度为30℃～40℃，相对湿度为95％～100％的环境中水化1～4天后，在30℃～40℃干燥，得到所述磷酸钙骨水泥复合微球。

本发明中通过采用丝素蛋白和羧甲基壳聚糖复配，以磷酸钙骨水泥固相粉末作为原料，并结合液滴冷凝法，制备得到磷酸钙骨水泥复合微球，制备方法简单，无需高温烧结，所述磷酸钙骨水泥复合微球具有较高的强度，良好的抗崩解性、降解性和细胞相容性，在骨修复和药物载体领域具有良好的应用前景。

作为本发明所述的磷酸钙骨水泥复合微球的制备方法的优选实施方式，所述注射器的针头直径为0.5～1mm。

本发明通过控制针头直径可以调整所述磷酸钙骨水泥微球的粒径。

作为本发明所述的磷酸钙骨水泥复合微球的制备方法的优选实施方式，所述混合溶液中丝素蛋白的质量分数为2％～5％；所述混合溶液中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.5％～2％。

作为本发明所述的磷酸钙骨水泥复合微球的制备方法的优选实施方式，所述混合溶液中丝素蛋白和羧甲基壳聚糖的质量比为2:1。

作为本发明所述的磷酸钙骨水泥复合微球的制备方法的优选实施方式，所述混合溶液中丝素蛋白和羧甲基壳聚糖的质量比为3:1。