[发明专利]一种电子辐照改善羟基磷灰石降解性的方法

说明书

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种电子辐照改善磷灰石生物医用材料降解性的新方法，利用电子辐照的方法提高羟基磷灰石块体的离子释放速率，使得羟基磷灰石降解性改善。本发明从材料微观晶体结构的角度出发，利用电子辐照的方法显著提高了羟基磷灰石的离子释放速率。该方法操作简洁，能够大幅度提高羟基磷灰石的降解程度、改性效果显著；通过调控电子的辐照剂量能够灵活有效地调节磷灰石的降解速率，以满足不同的实际临床需求；该方法不会引入异质离子，保证了材料的相纯度，同时无需构建复杂的三维结构，通过优化材料本身的晶体结构改善其降解性；该方法能够实现材料的批量改性，实现大规模生产。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种电子辐照改善磷灰石生物医用材料降解性的新方法。

背景技术

著名学者Henchman LL教授曾在顶级期刊《Science》上提出，第三代生物材料须融合可降解性和生物活性(见文献Hench LL,Polak JM.Third-generation biomedicalmaterials[J].Science,2002,295(5557):1014-1017.)，而生物医用材料的可降解化则是其重点研究方向。作为人体骨主要无机成分，羟基磷灰石是目前应用最广泛的磷酸钙陶瓷材料，具有优良的生物相容性和生物活性，然而它的降解速率极其缓慢，植入人体后每年的降解速率低于10％，无法与新骨生长速率相匹配，阻碍了骨吸收与骨传导(参见文献Hyakuna K et al.Surface reactions of calcium phosphate ceramics to varioussolutions[J].Journal of Biomedical Materials Research,1990,24(4):471-488.)，极大地限制了其在临床上的应用，这也一直是制约其广泛应用于临床修复的关键性问题(参见文献White E,Shors EC.Biomaterial aspects of Interpore-200 poroushydroxyapatite[J].Dental Clinics of North America,1986,30(1):49-67.)。因此，在不影响羟基磷灰石良好生物安全性与生物活性的前提下，如何较大程度上改善其降解性能是现阶段HA作为生物医用材料亟待解决的一个重要课题，对骨科临床缺损修复具有深远的意义。

学者们针对HA降解速率过慢的问题尝试了不同的改性方法，基本可以分为两大类：一种是改善材料的加工工艺或构建具有特殊宏观结构(如多孔结构)的植入体，使其溶解性能得到提高以匹配病灶部位的特殊要求(参见文献Weber WJ.Radiation damage in arare-earth silicate with the apatite structure[J].Journal of the AmericanCeramic Society,2006,65(11):544-548.)。但这种方法并不能从本质上解决材料降解缓慢的问题。另一种是通过杂化共混等方法，改变其相组成或晶体结构从而达到调控材料降解速率的目的(参见文献So K et al.Accelerated degradation and improved bone-bonding ability of hydroxyapatite ceramics by the addition of glass[J].Biomaterials,2006 27(27):4738-4744.)，但这种方法往往会引入其它杂质元素,且某些金属元素的过量添加会使材料对细胞或神经产生一系列毒副作用(参见文献Ni GX,et al,Interfacial behaviour of strontium-containing hydroxyapatite cement withcancellous and cortical bone,Biomaterials 27(29)(2006)5127–5133.)。

近年来，电子辐照技术逐渐成为材料学专家用于改变材料晶体结构、优化材料性能的一个新思路与研究方向，但主要应用于半导体、抗辐照材料等研究方向上。

发明内容