一种高韧性活性骨修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性活性骨修复材料及其制备方法，该活性骨修复材料包括如下组分：无机钙盐、无机磷酸盐，碳酸锶、硫酸镁、硝酸铈、硝酸钴、氯化镧、石墨烯、草酸钾、赖氨酸、半胱氨酸、聚乙烯吡咯烷酮；所述无机钙盐和无机磷酸盐中的Ca/P总物质的量比为1.0‑2.5；所述无机磷酸盐包括多聚磷酸钠和焦磷酸钠。本发明专利技术制备的骨修复材料的机械强度明显提高，具有很好的抗压强度和韧性，同时孔隙率高于65%，有利于人体骨细胞的黏附增殖，促进新骨的迅速形成，促使新骨组织长入孔隙，提高了材料的成骨活性，可加速骨修复速率，缩短治疗时间，具有很好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医用材料
，具体涉及一种高韧性活性骨修复材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的高速发展，因交通事故、工伤、各种疾病及创伤引起的骨缺损情况越来越频繁，增加了人们对骨修复问题的关注。目前临床上主要采用自体骨或异体骨实现骨修复，然而自体骨和天然骨的来源有限，同时还会存在异体骨产生排异反应、修复区域的并发症以及修复融合时间长等问题，因此，迫切需求一种新型人工骨修复材料以解决以上问题。羟基磷灰石作为人体骨骼和牙齿的主要无机组成成分，因其具有良好的生物相容性和骨诱导能力，在植入人体后能与人体骨骼组织在界面形成紧密的化学键结合，从而诱导骨组织的生长，能传导骨生长，逐步被组织吸收并产生骨组织再生效果，促进骨修复，是很好的硬组织替代材料，目前已成功应用于牙科、整形外科和上颌面重建等领域。然而，与人体自身的骨组织相比，羟基磷灰石的骨修复材料仍存在强度低、断裂韧性低，而弹性模量高等不足，故而一般只能作为骨填充材料或是应用于非承力部位，此外，羟基磷灰石的骨修复材料的降解速率仍然相对较慢，与骨组织的生长速度匹配性较差，延长了骨修复的临床治疗时间，在一定程度上限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决现有技术问题的至少一种，提供一种高韧性活性骨修复材料及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高韧性活性骨修复材料，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐10-14份、无机磷酸盐10-35份，碳酸锶0.3-1.5份、硫酸镁0.5-1份、硝酸铈0.1-0.8份、硝酸钴0.7-2份、氯化镧3-8份、石墨烯2-4份、草酸钾0.4-1.2份、赖氨酸0.5-1.6份、半胱氨酸0.2-0.7份、聚乙烯吡咯烷酮2-7份；所述无机钙盐和无机磷酸盐中的Ca/P总物质的量比为1.0-2.5；所述无机磷酸盐包括多聚磷酸钠和焦磷酸钠。优选的，所述无机钙盐为氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙、四水合硝酸钙、二水合氯化钙中的至少一种。所述无机钙盐为氢氧化钙、四水合硝酸钙、二水合氯化钙按物质的量比为1:4:2。所述无机磷酸盐为多聚磷酸钠和焦磷酸钠的物质的量比为3:2。所述的高韧性活性骨修复材料，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐13份、无机磷酸盐21份，碳酸锶0.7份、硫酸镁0.6份、硝酸铈0.4份、硝酸钴1.3份、氯化镧5份、石墨烯2.8份、草酸钾0.9份、赖氨酸1.1份、半胱氨酸0.6份、聚乙烯吡咯烷酮4份。所述的高韧性活性骨修复材料的制备方法，制备步骤为：1）将碳酸锶、硝酸铈、硝酸钴磁力搅拌溶解于去离子水中，依次加入超声分散的1mg/ml石墨烯水溶液、草酸钾和赖氨酸，搅拌均匀，然后转移至反应釜中，在120-170℃温度下，反应5-10小时，冷却至室温，过滤，并用水和无水乙醇交替洗涤三次，干燥后得到反应物A；2）将无机钙盐加入去离子水中，用氨水调节溶液pH为7-9，在加入反应物A和硫酸镁搅拌均匀，然后加入无机磷酸盐和半胱氨酸，用氨水慢慢调节溶液pH为9-10，在80-95℃下搅拌反应2-5小时，静置陈化24-48小时，抽滤、洗涤至中性，冷冻干燥，球磨；3）将步骤2）的球磨料置于坩埚中，在350-600℃下真空煅烧3-5小时，冷却至室温；4）取出并研磨，然后与氯化镧、聚乙烯吡咯烷酮混合均匀，加入酒精并加热至75℃调至一定粘度，再装入模具中压制成型，脱模，在850-1150℃下真空煅烧30-80分钟，随炉冷却至室温，取出，环氧乙烷消毒，包装，即得高韧性活性骨修复材料。优选的，所述步骤1）中在150℃温度下，反应7小时。所述步骤3）中在420℃下真空煅烧3.5小时。所述步骤4）中在985℃下真空煅烧40分钟。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术制备的骨修复材料的机械强度明显提高，其抗压强度高于120MPa，弯曲强度高于80MPa，具有很好的抗压强度和韧性。此外，试验测得，本专利技术的骨修复材料的孔隙率高于65%，有利于人体骨细胞的黏附增殖，促进新骨的迅速形成，促使新骨组织长入孔隙，提高了材料的成骨活性，可加速骨修复速率，缩短治疗时间，具有很好的应用价值。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1一种高韧性活性骨修复材料，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐10份、无机磷酸盐10份，碳酸锶0.3份、硫酸镁0.5份、硝酸铈0.1份、硝酸钴0.7份、氯化镧3份、石墨烯2份、草酸钾0.4份、赖氨酸0.5份、半胱氨酸0.2份、聚乙烯吡咯烷酮2份；所述无机钙盐和无机磷酸盐中的Ca/P总物质的量比为1.0；所述无机磷酸盐包括多聚磷酸钠和焦磷酸钠。所述无机钙盐为氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙按物质的量比为3:1:2。所述无机磷酸盐为多聚磷酸钠和焦磷酸钠的物质的量比为4:1。所述的高韧性活性骨修复材料的制备方法，制备步骤为：1）将碳酸锶、硝酸铈、硝酸钴磁力搅拌溶解于去离子水中，依次加入超声分散的1mg/ml石墨烯水溶液、草酸钾和赖氨酸，搅拌均匀，然后转移至反应釜中，在120℃温度下，反应5小时，冷却至室温，过滤，并用水和无水乙醇交替洗涤三次，干燥后得到反应物A；2）将无机钙盐加入去离子水中，用氨水调节溶液pH为7，在加入反应物A和硫酸镁搅拌均匀，然后加入无机磷酸盐和半胱氨酸，用氨水慢慢调节溶液pH为9，在80℃下搅拌反应2小时，静置陈化24小时，抽滤、洗涤至中性，冷冻干燥，球磨；3）将步骤2）的球磨料置于坩埚中，在350℃下真空煅烧3小时，冷却至室温；4）取出并研磨，然后与氯化镧、聚乙烯吡咯烷酮混合均匀，加入酒精并加热至75℃调至一定粘度，再装入模具中压制成型，脱模，在850℃下真空煅烧30分钟，随炉冷却至室温，取出，环氧乙烷消毒，包装，即得高韧性活性骨修复材料。实施例2一种高韧性活性骨修复材料，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐12份、无机磷酸盐22份，碳酸锶0.9份、硫酸镁0.7份、硝酸铈0.4份、硝酸钴1.3份、氯化镧5份、石墨烯3份、草酸钾0.8份、赖氨酸1份、半胱氨酸0.4份、聚乙烯吡咯烷酮4.5份；所述无机钙盐和无机磷酸盐中的Ca/P总物质的量比为1.8；所述无机磷酸盐包括多聚磷酸钠和焦磷酸钠。所述无机钙盐为氯化钙、四水合硝酸钙、二水合氯化钙按物质的量比为2:1:4。所述无机磷酸盐为多聚磷酸钠和焦磷酸钠的物质的量比为5:2。所述的高韧性活性骨修复材料的制备方法，制备步骤为：1）将碳酸锶、硝酸铈、硝酸钴磁力搅拌溶解于去离子水中，依次加入超声分散的1mg/ml石墨烯水溶液、草酸钾和赖氨酸，搅拌均匀，然后转移至反应釜中，在145℃温度下，反应7小时，冷却至室温，过滤，并用水和无水乙醇交替洗涤三次，干燥后得到反应物A；2）将无机钙盐加入去离子水中，用氨水调节溶液pH为8，在加入反应物A和硫酸镁搅拌均匀，然后加入无机磷酸盐和半胱氨酸，用氨水慢慢调节溶液pH为9.5，在87℃下搅拌反应3.5小时，静置陈化36小时，抽滤、洗涤至中性，冷冻干燥，球磨；3）将步骤2）的球磨料置于坩埚中，在470℃下真空煅烧4小时，冷却至室温；4）取出并研磨，然后与氯化镧、聚乙烯吡咯烷酮混合均匀，加入酒精并加热至75℃调至一定粘度，再装入模具中压制成型，脱模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧性活性骨修复材料，其特征在于，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐10‑14份、无机磷酸盐10‑35份，碳酸锶0.3‑1.5份、硫酸镁0.5‑1份、硝酸铈0.1‑0.8份、硝酸钴0.7‑2份、氯化镧3‑8份、石墨烯2‑4份、草酸钾0.4‑1.2份、赖氨酸0.5‑1.6份、半胱氨酸0.2‑0.7份、聚乙烯吡咯烷酮2‑7份；所述无机钙盐和无机磷酸盐中的Ca/P总物质的量比为1.0‑2.5；所述无机磷酸盐包括多聚磷酸钠和焦磷酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性活性骨修复材料，其特征在于，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐10-14份、无机磷酸盐10-35份，碳酸锶0.3-1.5份、硫酸镁0.5-1份、硝酸铈0.1-0.8份、硝酸钴0.7-2份、氯化镧3-8份、石墨烯2-4份、草酸钾0.4-1.2份、赖氨酸0.5-1.6份、半胱氨酸0.2-0.7份、聚乙烯吡咯烷酮2-7份；所述无机钙盐和无机磷酸盐中的Ca/P总物质的量比为1.0-2.5；所述无机磷酸盐包括多聚磷酸钠和焦磷酸钠。2.根据权利要求1所述的高韧性活性骨修复材料，其特征在于，所述无机钙盐为氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙、四水合硝酸钙、二水合氯化钙中的至少一种。3.根据权利要求1所述的高韧性活性骨修复材料，其特征在于，所述无机钙盐为氢氧化钙、四水合硝酸钙、二水合氯化钙按物质的量比为1:4:2。4.根据权利要求1所述的高韧性活性骨修复材料，其特征在于，所述无机磷酸盐为多聚磷酸钠和焦磷酸钠的物质的量比为3:2。5.根据权利要求1-4任一项所述的高韧性活性骨修复材料，其特征在于，包括如下物质的量份数的组分：无机钙盐13份、无机磷酸盐21份，碳酸锶0.7份、硫酸镁0.6份、硝酸铈0.4份、硝酸钴1.3份、氯化镧5份、石墨烯2.8份、草酸钾0.9份、赖氨酸1.1份、半胱氨酸0.6份、聚乙烯吡咯烷酮4份。6.根据权利要求1-5任一项所述的高韧性活性骨修复...

【专利技术属性】
技术研发人员：林春梅，
申请(专利权)人：林春梅，
类型：发明
国别省市：吉林;22