[发明专利]有序介孔材料负载荧光稀土-POSS配合物用于增强骨修复材料的制备及产品和应用

说明书

本发明涉及一种有序介孔材料负载荧光稀土‑POSS配合物用于增强骨修复材料的制备方法及其产品和应用。首先合成有序介孔纳米材料，然后将稀土‑POSS配合物通过化学键键合到介孔材料中，再对其表面加以聚乳酸修饰后将其添加到聚酯材料中。通过该方法得到的可降解复合骨修复材料，不仅具有稳定的荧光性能，便于体内直接观察材料降解行为，且力学强度较纯有机聚合物得到较大提升，可应用于性能指标要求较高的承重骨部位的骨修复材料使用。该发明制备工艺简单，可操作性强，无机纳米材料的加入量少，易加工成型，所得复合材料能满足临床应用的需求。

技术领域

本发明涉及一种有序介孔材料负载荧光稀土-POSS配合物用于增强骨修复材料的制备方法及其产品和应用，具体涉及一种以稀土介孔纳米材料为增强剂和荧光剂，生物可降解聚酯为基体，制备同时具有荧光效果和自增强效果的复合材料。本发明属于生物医用复合材料领域。

背景技术

应用可降解聚合物材料作为骨修复和骨骼重建等方面已经得到了明显疗效，其临床应用研究也在不断增加，但是单一的可降解聚合物材料在降解后期力学支撑强度不足，材料体内降解速率与骨愈合速率不匹配等一直是限制其临床应用的主要问题，而生物可降解复合材料有望解决上述问题。

氧化硅基介孔材料具有一些优越的结构性质，如极高的比表面积，大的孔体积，可调的孔尺寸以及易于功能化性等，使其在作为聚合物的增强剂方面具有广泛应用。如Run等（Mater. Chem. Phys.2007, 105, 341）采用原位聚合的方法合成了PMMA/MCM-41复合材料，对其力学行为研究表明MCM-41介孔材料的加入，改变了PMMA的断裂机理和能耗方式，对其起到了增强增韧的作用。此外，相对于其他非硅材料的低生物相容性而言，氧化硅基介孔材料具有优良生物相容性。所以其在生物传感、生物成像与诊断、生物催化、骨修复与支架工程以及药物传递等方面亦有着广阔的应用前景。

笼型聚倍半硅氧烷，英文名称polyhedral oligomeric silsesquioxane，简称POSS，通式 (RSiO3/2)n，其中R为八个顶角Si原子所连接基团。POSS是由Si-O交替连接的硅氧骨架组成的无机内核，在其八个顶角上Si原子所连接的基团R可以为反应性或者惰性基团。

目前对可降解材料体内降解过程观察主要采用组织定量分析法进行检测和评价，组织定量分析法是通过观察不同时期组织切片中材料与组织所占的面积变化来估算材料的降解程度。但是这一方法需要制作大量的组织切片并将图像量化，整个过程费时费力。而稀土发光具有荧光穿透力强的特点，可以用来定量和直观的检测植入材料的体内降解过程而不需要手术过程。含有活性官能团的多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）可作为结构单元组装制备出不同特殊结构的杂化材料。在POSS发光性能的研究中，POSS改性有机高分子和金属-有机配合物均对其发光性能有一定的提高。如：将氨基POSS与吡啶配体合成具有酰胺基团的有机无机杂化配体，再与稀土硝酸盐配合，得到光热稳定性强的发光稀土配合物。如中国发明专利申请号：201110056754.5涉及一种胺苯基POSS改性的发光稀土配合物的制备方法。

发明内容

针对现有荧光纳米颗粒容易团聚，荧光强度不高，生物相容性差等缺点，本发明目的在于提供一种有序介孔材料负载荧光稀土-POSS配合物用于增强骨修复材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的有序介孔材料负载荧光稀土-POSS配合物用于增强骨修复材料产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种有序介孔材料负载荧光稀土-POSS配合物用于增强骨修复材料的制备方法，以有序介孔氧化硅为载体，以氨基POSS为传能配体敏化稀土离子发光的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

1）、原位合成有序介孔材料负载氨基POSS的制备