[发明专利]一种壳聚糖/HA基个性化颅、颌面、脊椎骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种壳聚糖/HA基个性化颅、颌面、脊椎骨修复材料及其制备方法，其是以DCPD‑CS混合溶液、卵磷脂、胆固醇和果胶为原料制备，有效提高了壳聚糖材料的力学性能，弯曲强度最高达173MPa，弯曲模量最高达8.6 GPa，满足颅、颌面、脊椎、四肢骨等承力部位骨缺损修复要求。该材料生物相容性良好、可降解吸收并可显著诱导骨缺损的修复再生，避免了钛合金、PEEK等不可吸收材料体内长期留存等缺点，也避免了PLA等可吸收材料易产生炎症反应、成骨效果差等问题。本发明根据患者骨缺损部位CT扫描图进行个性化设计和制造，材料微孔结构、孔径、孔隙率等可以精确控制，实现了降解速度与不同骨缺损部位再生速度相匹配。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种壳聚糖/HA基个性化颅、颌面、脊椎骨修复材料及其制备方法。

背景技术

临床上由于肿瘤、感染、外伤和先天畸形等原因造成的骨缺损越来越多，这不仅影响到了患者外部的美观和功能，而且会给患者带来生活上的不便，甚至威胁到生命。对于颅、颌面、脊柱、四肢骨等承力部位骨缺损的治疗，由于植入后材料需承受身体的各向作用力，因而对材料的力学性能有较高要求。

目前临床常用的承力部位骨缺损修复材料分为不可吸收材料和可吸收材料两类。不可吸收材料主要为钛合金和PEEK，钛合金材料存在应力遮挡等问题，PEEK材料不可吸收，植入后会成为体内永久异物。常用的可吸收材料主要为PLA，但其降解的酸性产物可能会引起周围组织或器官的炎症反应甚至局部骨溶解等并发症。

理想的承力部位骨缺损修复材料应该具有良好的生物相容性、生物可降解性、机械性能及引导骨再生能力等特点。然而目前临床上尚没有兼具上述特点的材料。

CS在结构组分上类似于人体内的硫酸软骨素、透明质酸等物质，具有良好的生物相容性性，有利于成骨细胞的粘附、生长和分化，且在体内可被降解为人体可吸收的氨基葡萄糖，因此CS已普遍被用于骨修复材料的制备。然而由于制备技术问题，壳聚糖基材料的力学性能尚不能完全满足承力部位骨缺损修复的强度要求，因而尚未成功用于临床。

发明内容

本发明的目的在于针对目前壳聚糖基材料力学性能不足问题，提供一种壳聚糖/HA基个性化颅、颌面、脊椎骨修复材料及其制备方法，满足承力部位骨缺损修复强度要求。相对于钛网和PEEK等不可吸收材料，本发明具有生物相容性好、可降解、具有引导骨组织再生功能等优势。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种壳聚糖/HA基个性化颅、颌面、脊椎骨修复材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）DCPD-CS混合溶液配制：将壳聚糖与体积浓度为2%的醋酸溶液混合均匀，再经过滤除去不溶物，得到壳聚糖溶液；然后先将NaH₂PO₄溶液加入步骤（1）的壳聚糖溶液、再加入Ca(CH₃COO)₂溶液，经剧烈搅拌12h，再加入卵磷脂、胆固醇和果胶混合均匀，然后静止脱泡24h得到混合溶液；

（2）凝胶体的制备：在模具内表面预先铺设一层凝固液浸泡过的滤纸，将混合液注入模具内，再放入凝固液中，1小时后取出模具，继续沉析5-6h，得到白色凝胶体；

（3）基材的制备：将步骤（2）中的白色凝胶体浸泡在含三聚磷酸钠的饱和磷酸钠溶液中，并在60℃下保温72h，取出白色凝胶体，经纯水清洗、干燥后得到壳聚糖/HA复合基材；

（4）根据患者颅、颌面骨等缺损部位CT扫描图进行数字建模，并对数字模型进行微观结构的个体化设计，通过对基材进行精确加工制备出具备各向贯通的微孔结构、孔径300-1000um、孔隙率55-75%的颅、颌面、脊椎骨修复材料。

进一步地，步骤（1）所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量浓度为5%。