本发明专利技术公开了一种多孔掺锂聚磷酸钙支架材料及其制备方法和应用，属于医用组织工程支架材料制备技术领域。取磷酸二氢锂和磷酸二氢钙粉末，混匀后煅烧使磷酸二氢锂和磷酸二氢钙产生聚合反应，然后使其熔融，后经淬火、干燥、研磨成粉。在制成的粉末中加入适量的异氰酸酯或聚苯乙烯微球等制孔剂并充分混匀后进行塑型、烧结、冷却至室温，即可得到多孔掺锂聚磷酸钙支架材料。该制备方法操作简单，原料易得，绿色环保；经该方法制得的支架材料具有良好的生物相容性、骨传导性、骨诱导性及生物降解性；该支架材料能够应用于骨组织工程材料构建。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医用组织工程支架材料制备
，涉及。
技术介绍
创伤、骨髓炎、骨肿瘤、骨囊肿等手术切除引起的大段骨缺损，严重影响了人体骨组织的生理功能，是目前骨科临床最常见、最棘手的问题。当前对于合适的骨替代物的需求与日倶增。自体骨是骨缺损的金标准，具有良好的组织相容性、骨诱导和骨传导性能，但是容易出现供骨区疼痛、感染、创伤增加，获取量也受到供骨部位大小的限制。异位骨移植存在免疫排斥反应。因此，寻找一种合适的骨替代物是骨组织工程当前面临的重大难题。组织工程支架作为组织工程学研究的核心要素之一，为细胞生长、增殖及分化提供载体，可植入机体病变部位，继续增殖、分化，形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官，达到修复或改善病变部位的目的。理想的组织工程支架应该具有良好的骨传导性、骨诱导性、生物相容性、生物降解性、力学强度及承载能力、易加工、易消毒等特点。目前常用的骨组织工程支架材料有无机材料如羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)、磷酸三|丐(TCP)、HA/TCP、磷酸四|丐，人工合成可降解聚合物如聚乳酸(Polylactic acid, PLA)、聚乙醇酸(Polygiycolic acid, PGA)、聚偶磷氮(Polyphophazenes)、聚原酸酯(Polyorthoester，POE)、聚己内酯(Polycaprolactone, PCL)、聚酯尿烧(Polyesterurethane)、聚轻丁酯(Polyhydroxyrate, PHB)及天然高分子聚合物如胶原(Collagen)、纤维蛋白(Fibrin)、几丁质(Chitin)和藻酸盐等。聚磷酸钙作为一种无机聚合物，其分子式为n，密度为2.85g/cm3。这种聚合物不同于一般的有机高分子聚合物，它的主链结构不是由简单的共价键连接而成，而是通过四面体结构的离子而连接，因此既可以利用聚合物的特性，通过改变材料的聚合度等结构参数对其性能进行改善；同时钙离子与以离子键相互结合，因此也可以利用其作为无机物的特点对材料进行研究。近几年来，国内外开始对聚磷酸钙作为骨支架材料进行研究。Pillar等研究发现该聚磷酸钙具有生物相容性好，力学强度高等优点；然而其骨诱导能力较低。近来研究证实，锂可通过直接或间接方式抑制糖原合成酶激酶3(glycogensynthase kinase 一 3 β，GSK3 β )活性，促进胞楽 β -catenin 聚集而影响 Wnt/ β -catenin信号通路，进而骨骼系统中发挥重要作用。众所周知，Wnt/ β-catenin通路在间充质干细胞成骨向分化、骨形成及骨折愈合过程中发挥着关键作用。经典Wnt信号通路可调节间质干细胞向成骨细胞系分化，促进成骨细胞前体的增殖，加快成骨细胞的终末分化并诱导成骨细胞产生0PG，从而抑制破骨细胞分化。此外，Zamani等通过比较75例服用锂剂的躁狂症患者与75名正常志愿者髋关节和腰椎骨矿密度发现锂剂可明显提高人骨密度。基于锂的诱导成骨能力且关于掺锂的聚磷酸钙研究尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该制备方法操作简单，原料易得，绿色环保；经该方法制得的支架材料具有良好的生物相容性、骨传导性、骨诱导性及生物降解性；该支架材料能够应用于骨组织工程材料构建。本专利技术是通过以下技术方案来实现:本专利技术公开的多孔掺锂聚磷酸钙支架材料的制备方法，包括以下步骤:I)按1:5?200的摩尔比，取磷酸二氢锂和磷酸二氢钙，混匀后于480?550°C下煅烧5?Ilh后，于1300°C下熔融，再经淬灭、干燥、研磨成粉；2)在制得的粉末中加入粉末质量20%?50%的致孔剂，充分混匀后，进行塑型、烧结，冷却至室温，制得多孔掺锂聚磷酸钙支架材料。所述的致孔剂为异氰酸酯或聚苯乙烯微球。步骤2)所述烧结是在900 °C下处理2?3h。本专利技术还公开了采用上述方法制得的多孔掺锂聚磷酸钙支架材料，该支架材料晶粒为4?9 μ m，孔径为230?390 μ m，抗压强度为150?270Mpa。本专利技术还公开了上述多孔掺锂聚磷酸钙支架材料在制备骨组织工程材料中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果:本专利技术公开的多孔掺锂聚磷酸钙支架材料的制备方法，将磷酸二氢锂和磷酸二氢钙粉末，混匀后于煅烧处理使得磷酸二氢锂和磷酸二氢钙产生聚合反应，然后加热使反应体系熔融，后经淬火、干燥、研磨成粉。在制成的粉末中加入适量的致孔剂并充分混匀后进行塑型、烧结、冷却至室温，即可得到多孔掺锂聚磷酸钙支架材料。该方法操作简单，对设备要求低，绿色环保，适合工业化大规模生产。经本专利技术方法制得的多孔掺锂聚磷酸钙支架材料孔与孔之间的连通性好且分布均匀，同时晶粒之间也紧密连接，具有良好的生物相容性、骨传导性、生物降解性，而且还具有骨诱导性，具有广阔的应用前景和开发价值。经实验证实，本专利技术的掺锂聚磷酸钙支架材料与细胞的亲和性非常好，为构建组织工程材料与细胞的复合体奠定了基础。【附图说明】图1为扫描电子显微镜分析掺锂聚磷酸钙表面特征；图2为扫描电子显微镜分析大鼠骨髓间充质干细胞在掺锂聚磷酸钙表面附着情况；图3为掺锂聚磷酸钙对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化相关基因骨钙素表达的影响结果图。【具体实施方式】下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术公开的多孔掺锂聚磷酸钙支架材料的制备方法，是按摩尔比例为1:5?1:200分别准确称取磷酸二氢锂和磷酸二氢钙粉末，混匀后于480?550°C煅烧5_11小时使磷酸二氢锂和磷酸二氢钙产生聚合反应，然后于1300°C使其熔融，后经淬火、干燥、研磨成粉。在制成的粉末中加入适量的异氰酸酯或聚苯乙烯微球等制孔剂并充分混匀后进行塑型、烧结、冷却至室温，即可得到多孔掺锂聚磷酸钙支架材料。实施例1—种多孔掺锂聚磷酸钙支架材料的制备方法，包括以下步骤:I)按1:200的摩尔比，取磷酸二氢锂和磷酸二氢钙，混匀后于480°C下煅烧Ilh后，于130(TC下熔融，再经淬灭、干燥、研磨成粉；2)在制得的粉末中加入粉末质量20%的致孔剂异当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多孔掺锂聚磷酸钙支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按1:5～200的摩尔比，取磷酸二氢锂和磷酸二氢钙，混匀后于480～550℃下煅烧5～11h后，于1300℃下熔融，再经淬灭、干燥、研磨成粉；2)在制得的粉末中加入粉末质量20％～50％的致孔剂，充分混匀后，进行塑型、烧结，冷却至室温，制得多孔掺锂聚磷酸钙支架材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：樊立宏，李嘉，王坤正，连芩，党晓谦，余泽锋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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