[发明专利]高强度且无炎症反应的可降解骨修复复合材料的制备及产品和应用

说明书

本发明涉及一种高强度且无炎症反应的可降解骨修复复合材料的制备方法及其产品和应用，以低分子量聚酯为改性剂对碳酸钙晶须材料进行表面化学修饰，然后通过溶液共混的方法加入到PLGA骨修复基体中。该骨修复植入材料，碳酸钙晶须在有机基质中可达到均匀分散，使PLGA的力学强度达到明显提升，且由于碳酸钙的存在使植入物周围组织pH不发生明显改变，解决了PLGA材料植入体内易引发炎症的难题。该发明制备工艺简单可控，碳酸钙晶须加入量少，易加工成型，机械强度高，性能稳定，可用作性能指标要求较高的承重骨部位的骨修复材料使用。

技术领域

本发明涉及一种高强度且无炎症反应的可降解骨修复复合材料的制备方法及其产品和应用，具体涉及一种以可降解聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为基体，以低聚物聚酯改性过后的碳酸钙晶须为增强剂，制备同时具有高强度以及无炎症反应的骨修复用填充复合材料。本发明属于生物医用复合材料领域。

背景技术

可吸收高分子骨科植入物因具有材料可吸收性、不干扰儿童骨生长发育、避免二次取出手术、能有效降低病人的痛苦和经济负担等优势，被广泛应用于骨科临床。但可吸收高分子骨科植入材料存在着强度不足、降解速率与组织愈合不匹配、降解产物引起的组织反应等问题，严重制约着可吸收植入材料在我国临床的实际应用。因此单一的有机高分子材料的应用受到了限制，目前越来越多的研究者开始关注有机物和无机物复合的材料。

在过去的十年中，生物可吸收聚合物和生物陶瓷的新型复合材料已被用于骨修复材料改善机械性能。如将羟基磷灰石，β-磷酸三钙和碳酸钙等无机填料添加到生物可降解共聚物基质中以改善机械性能来制备力学性能优异的复合材料。羟基磷灰石和β-磷酸三钙具有优异的生物学性能，已得到广泛研究，但它们具有的易脆，机械强度低以及在体液环境中抗疲劳特性弱等缺点使它们在实际应用中受到限制，还需进一步研究。相反，碳酸钙晶须是一种绿色环保材料，具有优异的性能，如高强度，高模量，高化学稳定性以及无毒性等，此外，碳酸钙降解过程会有Ca²⁺离子的释放，这些Ca²⁺离子将参与骨折愈合的骨质矿化过程。因此，从理论上讲，该材料可以促使材料与骨之间形成良好界面，具有一定的骨结合力和骨传导性。它已在生物医学和生物聚合物学中得到广泛研究。所以碳酸钙晶须可以作为生物医用聚合物材料的增强剂使用。此外，碳酸钙晶须易降解，且降解产物为碱性，可中和PLGA基体降解的酸性，使植入体内材料周围一直维持在中性范围，降低炎症反应的发生。但是，碳酸钙晶须是一种极性很大的材料，与聚合物基质之间的界面相容性差而易发生团聚。因此，改善碳酸钙晶须与聚合物基体之间的界面粘附力对于制备含碳酸钙晶须的复合材料及其重要。然而，由于碳酸钙晶须表面羟基的低反应活性，造成表面接枝率相对较低，更重要的是，大部分接枝的有机分子或多或少对人体有排异反应。因此，寻求无毒且与聚合物基质相融性好的碳酸钙晶须表面改性剂以及具有高效率的表面改性剂接枝方法具有较高的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明目的在于针对现有以PLGA作为承重骨部位的骨修复材料力学性能不佳，降解产物易引发炎症等不足，本发明目的在于提供一种高强度且无炎症反应的可降解骨修复复合材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的高强度且无炎症反应的可降解骨修复复合材料产品。

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：一种高强度且无炎症反应的可降解骨修复复合材料的制备方法，以可降解聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为基体，以改性过后的碳酸钙晶须为增强剂，以低聚物聚酯为改性剂，通过单体开环聚合方法将聚酯接枝于碳酸钙晶须表面上，制备同时具有高强度以及无炎症反应的骨修复复合材料，包括以下步骤：