[发明专利]三磷酸腺苷基高能骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种三磷酸腺苷基高能骨修复材料及其制备方法，属于生物学工程骨修复材料领域。本发明提供一种三磷酸腺苷基高能骨修复材料，其采用下述方法制得：先在三磷酸腺苷中引入金属化合物充分反应，利用三磷酸腺苷的活性反应基团引入成骨金属成分；然后引入硫酸氢盐，使得反应体系pH值保持中性、同时生成了具有自凝固功能的金属硫酸盐；最后通过水热处理，即得所述三磷酸腺苷基高能骨修复材料。本发明三磷酸腺苷基高能骨修复材料，以三磷酸腺苷为基体、贮存有高能、含多种成骨元素的骨修复材料，具有可自凝固、pH中性、全降解、为组织修复提供能量、促进组织修复和重建等特点。

技术领域

本发明提供一种三磷酸腺苷基高能骨修复材料及其制备方法，属于生物学工程骨修复材料领域。

背景技术

动物的发育及受损组织形成与修复是一个精密的生物物理化学过程。其中以DNA调节为核心，组织环境提供的营养物质种类和数量决定其发育、修复的最终结果。如果在DNA调节的周期内为组织提供的营养元素和物质充分，组织就能得到良好的发育或修复，相反就会出现畸形、功能不全等负面结果。同时，在组织发育和修复的过程中需要大量的能力供给，确保迁移、交换和运动等能量需求，能量供给是组织发育和修复成功的另外一个关键因素，能量的供给是决定组织正常修复、发育的决定性因素之一，因此在所有的临床手术方案中都会设计能量补充环节。

随着对骨组织发育过程中组织发生的生化、理化变化的深入研究和了解，对骨组织修复和重建材料的要求与组织发生的生化、理化变化的过程相一致，更注重修复材料在组织发育与修复过程中的生化、理化变化，通过DNA的调节在组织发育和修复周期内完全同化吸收成为骨组织的成分，完成骨组织的修复和重建。因此对骨修复材料提出了更高的要求。

另一反面，骨组织发育和修复重建伴随着能量的消耗转化，只有提供足够的能量才能组织才能进行正常的发育、生长和修复重建。

当前能量提供的方式主要是输液、营养药物配合等手段。没有从根本解决为损伤组织及其周围能量输入的问题，导致组织的修复和重建周期加长。

以骨组织修复材料为例，目前研究最多的是以羟基磷灰石为代表的磷酸盐系列，这类产品的降解性差、并不能被人体骨组织完全吸收、不能完成骨的重建。另一类以硅酸钙为代表的钙硅内骨修复材料，其有良好的生物相容性，但是在体内也无法被骨组织完全吸收；而临床应用广泛的是硫酸钙类骨修复材料，但是硫酸钙水溶性大、降解快，不能与骨组织修复和重建的周期匹配。然后就是对这些材料的改性和复合研究，比如加入海藻酸钠、壳聚糖、甲基纤维素钠一类的有机多糖类化合物改善其成型性和降解性；或者加入镁盐、锶盐和锌化合促进其对骨细胞的分化和生长。但是这些材料都没有解决临床需要的使用方便、降解速度与骨组织修复重建周期匹配、容易塑形活性高的骨修复产品，也没有考虑为组织提供能量的方法和手段。忽视了手术失血、患者体弱造成的能量损失，即在手术过程中以及后面组织修复和重建的过程中需要持续的能量供给，维持组织良好的生理机能、加快组织的发育、修复和重建。

发明内容

基于上述内容，本发明要解决的第一个问题是提供一种三磷酸腺苷基高能骨修复材料，所述骨修复材料由三磷酸腺苷、金属化合物和硫酸氢盐反应制得，其中，三磷酸腺苷与金属化合物的摩尔比为1.0:1.0～4.0，硫酸氢盐的加入量确保所述骨修复材料的pH为中性。

其中，限定pH值为中性是确保制备的复合物在生理状态下能够全部降解的关键，太低会出现降解过快和炎症反应，太高则无法降解完。

进一步的，所述骨修复材料的pH为6.0～7.0。

进一步，所述金属化合物为金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐中的一种或多种；作为优选方案，所述金属为人体需要的微量金属元素、具有促进骨组织再生的金属元素或功能性金属元素；优选地，所述金属为镁、锶、钙、锌、铜和钇中的一种或多种；更优选地，所述金属中，钙占金属元素总量的90～99(wt)％，其它金属占1～10(wt)％；所述硫酸氢盐为硫酸氢锂、硫酸氢钠和硫酸氢钾中的一种或多种。