[发明专利]一种利用固相剪切碾磨技术制备开孔ZIF-8/聚合物复合泡沫材料的方法

说明书

本发明提供一种利用固相剪切碾磨技术制备开孔ZIF‑8/聚合物复合泡沫材料的方法，该方法是通过将40～60份压电聚合物粒料与60～40份水溶性盐颗粒共计100份混合后，加入磨盘型力化学反应器中碾磨粉碎，然后通过成型工艺制备为块体，并将块体浸入去离子水中直至其中水溶性盐完全溶解，将所得压电聚合物泡沫浸入ZIF‑8的稀释溶液中，经过静置和冷冻干燥，即得ZIF‑8/聚合物复合泡沫材料。本发明所得ZIF‑8/聚合物复合泡沫材料具有较佳的机械性能和柔性，将其作为泡沫骨材料，在口腔应力环境下，维持成骨空间的同时可以在应力作用下发挥压电效应，持续的微电流刺激促进术区成骨。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种利用固相剪切碾磨技术制备开孔ZIF-8/聚合物复合材料的方法，特别是针对利用中国授权发明专利ZL 95111258.9所公开的力化学反应器进行上述开孔ZIF-8/聚合物复合材料的制备。

背景技术

足够的牙槽骨量是维持口腔颌面部功能和美观的必要保障。然而，创伤、增龄性变化及牙周炎等因素均可导致牙槽骨量的不足，口腔临床医师常需进行骨增量技术，以满足种植修复、牙周治疗等多项治疗需求。其中，引导骨再生(Guided Bone Regeneration，下简称GBR)技术由于操作简便及效果稳定，是目前使用最为广泛的骨增量技术。

GBR技术具体是指利用骨替代材料结合生物膜状材料，在骨缺损处与软组织之间建立一个相对封闭的环境，实现缺损区骨组织修复性再生。在口腔临床应用中，GBR技术多使用骨粉材料进行骨再生，通常具有以下几点缺陷(Retzepi M,Donos N.Guided boneregeneration:biological principle and therapeutic applications.Clinical oralimplants research.2010；21(6):567-76.)：1)常用的骨移植材料如骨粉易被血液冲散，对血液的滞留作用有限；2)在术后高张力及口腔应力环境下，术区易变形坍塌，失去骨再生空间；3)大部分GBR骨移植材料虽具有一定的骨传导性，但其骨诱导性能仍需优化。

金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks，下简称MOF)，是利用金属离子与有机配体间络合作用，组装形成具有高比表面积、规整的孔道结构的多孔材料。近年来，由于其优良的理化性能，越来越多的MOF材料应用于骨组织工程领域。

但是，利用常规的模板法制备上述吸附MOF的泡沫材料，需要利用大量的化学溶剂溶解聚合物、超声处理分散填料以及有毒有害的刻蚀液(Mao,Y.；Zhao, P.；McConohy,G.；Yang,H.；Tong,Y.；Wang,X.,Adv.Energy Mater.2014,4 (7).)，不利于环境友好型的绿色化学要求，同时还需要考虑植入人体内的毒性和生物相容性问题。此外，通常而言针对骨组织工程领域需尽量提高其机械性能和稳定性以保障其长时间使用，因此对于泡沫材料而言，从理论上其泡孔大小及分布的均匀程度将极大影响到其机械性能。而传统工艺中模板法中的填料存在团聚现象不利于泡孔的规则分布，同时在模板法的工艺过程中，填料粉体与基体聚合物粉体之间的空隙也会极大影响到泡孔大小及分布的均匀程度。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术中的问题，提供一种利用固相剪切碾磨技术制备开孔ZIF-8/聚合物复合泡沫材料的方法，将该ZIF-8/聚合物复合泡沫材料作为泡沫骨材料，其疏松多孔的结构能够快速吸收术区血液，起到止血、并滞留血液中大部分功能细胞的作用；在口腔应力环境下，泡沫骨具有一定的机械性能，维持成骨空间的同时可以在应力作用下发挥压电效应，持续的微电流刺激促进术区成骨；多孔泡沫内的ZIF-8纳米颗粒缓慢降解施放Zn²⁺，并提供Ca²⁺成核位点，赋予其骨诱导性。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

一种利用固相剪切碾磨技术制备开孔ZIF-8/聚合物复合泡沫材料的方法，按重量份数计包括以下步骤：