[发明专利]一种复合人工骨材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合人工骨材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将PLGA溶于有机溶剂，向其中加入纳米羟基磷灰石和β‑磷酸三钙，混合均匀，制得3D打印墨水；(2)使用3D打印设备将所述的3D打印墨水低温沉积打印，冷冻干燥后制得多孔骨支架；(3)将变性淀粉溶液负压灌注入所述的多孔骨支架，经冷冻干燥后得到所述的复合人工骨材料；(4)将复合人工骨材料辐照灭菌后得到人工骨成品。本发明所述的复合人工骨材料由PLGA、纳米羟基磷灰石、β‑磷酸三钙和变性淀粉复合而成，变性淀粉在骨手术过程中可快速有效的止血，同时还可以促进成骨细胞成熟分化。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，尤其是涉及一种复合人工骨材料及其制备方法。

背景技术

因事故或疾病所造成的大范围骨缺损是临床常见病症，目前治疗骨缺损的主要途径有自体骨、同种异体骨和人工骨材料移植。然而，由于自体骨的来源十分有限，且对患者自身供体部位形成新的骨缺损，严重限制了自体骨的应用，同种异体骨由于异体获取，使其临床应用中存在疾病传播和排斥反应的风险，所以异体骨的应用也受到很大限制。目前可降解载体与生长因子复合的材料是骨组织工程研究的热点，其中最常使用的有骨形态发生蛋白(BMP)、胶原等。纳米羟基磷灰石/胶原复合人工骨材料和天然骨的构成比例基本相同，纳米羟基磷灰石和胶原在排列上交叉在一起，其结构也与天然骨相似，其中的胶原成分可以和细胞进行信号识别，有利于细胞的黏附、增殖分化及天然生物矿物质的沉积；另一方面，纳米羟基磷灰石/胶原复合人工骨材料为多孔结构，其孔隙率十分高，这种结构有利于血管的长入，同时也有利于营养物质的流动和传送，为新骨的形成提供了优良的环境。但是胶原价格比较昂贵，来源于动物组织，容易出现排异性，临床表现为病人过敏反应和伤口易感染并发症。骨形态发生蛋白(BMP)是一种生长分化因子，可以用来促进局部骨生长，但是这种蛋白降解很快，需要大剂量才能保持其效果，导致费用昂贵；理化性质不稳定，与其它的载体混合时难以保持其活性；在缺损区域停留时间短暂。

骨手术往往造成较大的创面出血，目前临床中常用骨蜡封闭骨折断面，但骨蜡本身不被机体吸收，并且过量使用可影响骨质愈合效果。变性淀粉是将原淀粉通过物理或化学的方法改性得到的，是一种植物源材料，具有良好的生物相容性，可降解吸收，来源广泛，成本低廉。变性淀粉作为一种快速、安全、高效的止血材料，在骨手术中可以有效地减少出血量，同时还可以促进成骨细胞的增殖、成熟分化，促进骨质愈合。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种复合人工骨材料及其制备方法，制备的人工骨材料成本较低、生物相容性良好。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种复合人工骨材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)溶于有机溶剂，向其中加入纳米羟基磷灰石和β-磷酸三钙，混合均匀，制得3D打印墨水；

(2)使用3D打印设备将所述的3D打印墨水低温沉积打印，冷冻干燥后制得多孔骨支架；

(3)将变性淀粉溶液负压灌注入所述的多孔骨支架，经冷冻干燥后得到所述的复合人工骨材料；

(4)将复合人工骨材料辐照灭菌后得到人工骨成品。

进一步，所述的3D打印墨水的各组分的重量份如下：PLGA 10-20份，纳米羟基磷灰石6-24份，β-磷酸三钙4-16份。

进一步，所述的有机溶剂为1,4-二氧六环或三氯甲烷中的至少一种；所述的纳米羟基磷灰石的粒径为20-200nm。

进一步，所述的步骤(2)中水低温沉积打印的平台温度为-30～-25℃。

进一步，所述的变性淀粉溶液的质量浓度为1-10％，所述的人工骨成品中变性淀粉质量百分比为1-10％。