[发明专利]一种具有抗菌功能的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球及制备方法

说明书

本发明公开了一种具有抗菌功能的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球及制备方法，属于生物医用材料技术领域，解决现有技术中磷酸钙陶瓷无长效抗菌能力的问题。本发明方法将锌掺杂到磷酸钙中形成复合微球，经高温烧结后，即得到锌掺杂的磷酸钙陶瓷颗粒。采用本发明方法实现了锌离子在磷酸根陶瓷基体内部均匀的掺杂，锌离子随着磷酸根陶瓷的降解逐渐释放，赋予了磷酸钙陶瓷颗粒的长效的抗菌活性。本发明意外地发现，采用本发明方法制备的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球具有更好的骨诱导作用。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及具有抗菌功能的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球及制备方法。

背景技术

磷酸钙陶瓷因其良好的生物相容性、骨诱导性、骨传导性、生物可降解等优良生物学特性被广泛运用于临床的骨缺损再生修复中。据研究显示，临床外伤、糖尿病等导致的骨髓炎在临床清创后，会在局部形成较大的骨缺损，且常伴随继发性的感染。常规的骨修复材料载抗生素的治疗方式，存在无长效抗菌能力、细菌耐药、生物毒性等缺陷，往往导致骨髓炎术后治疗失败。因此，临床治疗感染性骨缺损对骨修复材料的抗菌性能要求更高。

设计载药结构或掺杂抗菌剂是赋予磷酸钙陶瓷长效抗菌能力的常用手段，，如中国专利，CN112891622A公开了一种多孔钙镁双相陶瓷微球及其制备方法，该方法能负载抗菌、抗肿瘤、抗骨质疏松或促成骨等药物达到缓释效果。但药物治疗存在细菌谱、耐药菌存在等缺陷，导致药物治疗后期失效，可能导致感染或炎症复发。近年来，锌作为无机抗菌剂，在兼具高效抗菌活性的同时，还具有优异的细胞活性，在生物材料中得以广泛的研究与应用。目前研究表明，锌及其氧化物在针对细菌感染上具有多种杀灭作用，常见如活性氧机理，降低了细菌产生耐药性的可能(Nano-Micro Letters,(2015)7(3):219-242)。另外，锌可以通过抑制破骨细胞的骨吸收和促进成骨细胞的骨形成来增加骨量，从而在骨形成和矿化中发挥重要作用(The Journal of Nutrition,2000,130(5S Suppl),1437S–1446S)。然而，目前锌掺杂生物活性材料用于抗感染性骨缺损再生修复还关注较少。因此在保证磷酸钙陶瓷优异骨诱导活性的同时，如何实现有效、均匀掺杂锌离子，赋予磷酸钙陶瓷长效抗菌性能，满足临床对感染性骨缺损的要求，是目前磷酸钙陶瓷亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种具有抗菌功能的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球的制备方法，解决现有技术中磷酸钙陶瓷无长效抗菌能力的问题。

本发明的目的之二在于，提供采用该制备方法制成的具有抗菌功能的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的具有抗菌功能的锌掺杂磷酸钙陶瓷微球的制备方法，该方法将锌掺杂到磷酸钙中形成复合微球，经高温烧结后，即得到锌掺杂的磷酸钙陶瓷颗粒。

本发明的部分实施方案中，该方法包括以下步骤：

步骤1.配置锌盐溶液；

步骤2.将磷酸钙粉体、海藻酸钠溶液、粘结剂溶液、去离子水、发泡剂混合均匀得到混合浆料；

步骤3.将混合浆料加热一定时间后滴加到步骤1所述的锌盐溶液中，形成复合微球，静置成胶至完全固化；

步骤4.取出完全固化的复合微球，清洗、干燥、高温烧结，即得到锌掺杂的磷酸钙陶瓷微球。

本发明的部分实施方案中，所述锌盐溶液为氯化锌溶液、硝酸锌溶液中的一种；

优选地，所述锌盐溶液的质量浓度为1～10％。

本发明的部分实施方案，所述锌盐溶液的用量至少为将复合微球全部浸没。

本发明的部分实施方案中，所述磷酸钙粉体选自羟基磷灰石、β-磷酸三钙中的至少一种，其Ca/P的摩尔比为1.50～1.67。