[发明专利]一种新型胶原、生物活性陶瓷复合植骨材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型胶原、生物活性陶瓷复合植骨材料及其制备方法，属于生物医用材料领域，该复合植骨材料包括胶原、生物活性陶瓷、壳聚糖季铵盐和磷脂酰丝氨酸，该复合植骨材料以掺杂磷脂酰丝氨酸的胶原和生物活性陶瓷为支架材料，表面接枝壳聚糖季铵盐。本发明复合植骨材料能够实现梯度调控灭菌、炎症反应、成骨细胞增殖分化，可以有效的抑制手术感染、降低炎症反应，提高骨诱导能力，实现高效骨组织修复。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种新型胶原、生物活性陶瓷复合植骨材料及其制备方法，该复合植骨材料具有免疫调控功能、促成骨性，抗菌性，可满足临床对高性能材料的要求。

背景技术

骨骼组织折损后，一般都需要通过手术进行植骨修复，而术后感染是导致手术失败的重要原因。该过程主要是由于外来病菌侵入导致免疫系统过度炎症反应，促使植骨材料表面形成纤维结缔组织，严重影响植入体与骨组织之间的结合，从而影响术后康复。

炎症反应为术后第一反应，分为两个阶段。第一阶段为炎症一期，免疫细胞极化表现为经典活性的M1表型，分泌促炎因子，杀死外来病菌。第二阶段为炎症二期，免疫细胞表现为选择性活化的M2表型，发挥抗炎症作用，降低炎症反应，促进组织功能修复。

临床手术过程中，为了降低手术感染、促进组织修复，首先需要抑制病菌滋生，降低炎症源，其次协调炎症反应，实现免疫调控，促进巨噬细胞由M1表型转变为M2表型，实现促炎到抗炎转化。

因此，开发具备免疫调控性能的抗菌性植骨材料可有效改善骨损伤区域微环境，降低炎症对于骨植入领域具备重要的意义。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中，常见的植骨材料有生物活性玻璃以及基于生物活性玻璃和胶原的复合材料等，这些材料虽具备生物活性成分，能够良好的促进骨组织修复。但常规的生物活性玻璃以及基于生物活性玻璃和胶原的复合材料，不具备免疫调控及抗菌性。因此，对于一些例如风湿性关节炎、痛风等病理性患者或手术感染患者，无法有效实现抗菌及免疫调控，降低炎症促进组织修复，从而有可能导致手术失败。因此，开发具备免疫调控成分的抗菌型复合植骨材料，可改善受损骨骼组织周围微环境，实现抗菌及降低炎症，促进组织修复。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种新型复合植骨材料及其制备方法和应用。

本发明实施例一方面提供了一种复合植骨材料，包括胶原、生物活性陶瓷、壳聚糖季铵盐和磷脂酰丝氨酸，该复合植骨材料以掺杂磷脂酰丝氨酸的胶原和生物活性陶瓷为支架材料，表面接枝壳聚糖季铵盐。

本发明实施例的复合植骨材料具有如下优点：本发明实施例复合植骨材料具备免疫调控功能和抗感染能力，可以降低手术感染、改善骨骼受损组织微环境，实现促炎到抗炎转化，同时，提高骨诱导能力，促进骨骼组织修复。此外，胶原和生物活性陶瓷可制备成可塑性植骨材料，可满足多种临床需求。

在一些实施例中，胶原为I型胶原。在一些实施例中，I型胶原的形态为I型胶原蛋白海绵、I型胶原蛋白粉或I型胶原蛋白液中一种。

在一些实施例中，生物活性陶瓷为生物活性玻璃、羟基磷灰石、磷酸钙中的一种或两种以上的组合。

在一些实施例中，生物活性玻璃为钙磷硅系、硼硅酸盐系或硼磷酸盐系生物活性玻璃。

在一些实施例中，生物活性玻璃为钙磷硅系生物活性玻璃，钙磷硅系生物活性玻璃为Na₂O-CaO-SiO₂-P₂O₅系、Na₂O-K₂O-MgO-CaO-P₂O₅-SiO₂系或MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅系生物活性玻璃。