本发明专利技术公开一种纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料及其制备方法。该材料是由以下质量百分比的原料组成：纳米羟基磷灰石10～70%，聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯30～90%。制备方法是先用L‑酪氨酸制备出聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯，然后在经过表面改性处理的纳米羟基磷灰石成分提供的环境下加入聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯充分混合即可。本发明专利技术将生物活性和生物相容性良好的纳米羟基磷灰石和可降解的高分子材料聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯复合得到的复合骨修复材料，实现了优势互补，力学性能和生物相容性很好，在骨组织修复和替代方面具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可作为骨修复替代材料的纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯( poly(Desaminotyrosyl-Tyrosine-Hexyl ester) carbonate,P(DTH)C )复合骨修复材料及其制备方法。
技术介绍
在现代医学水平飞速发展的今天，传统的医用金属或合金材料、陶瓷及有机填充物等已越来越不能满足当前临床医疗工作的需要。科学家们不断尝试将各种材料应用于骨修复手术中，研制和寻找理想的生物材料用于骨缺损的修复和替换成为医学和生物材料学领域的一项重要课题。于是一系列的人工骨材料，包括改性的天然材料、生物陶瓷材料和高分子材料等成为研究目标，但这些材料在不同程度都存在着生物相容性，生物降解性和生物力学等方面的缺陷。因此发展兼具优良力学性能和生物活性的复合材料是当今生物医用材料研究的前沿和重点方向。纳米羟基磷灰石是构成人体硬组织的主要无机成分，生物活性好，能与骨形成牢固的化学键合，但脆性大；而聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯是一种可降解的高分子材料，具有良好的韧性，且弹性模量和人体骨相近，但是生物活性不足，故将二者复合制成一种纳米羟基磷灰石、高分子复合骨修复材料，综合利用两种材料的优势，性能互补，以提高复合材料的生物活性和力学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的正是为了提供一种能解决上述问题的纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料。此复合骨修复材料既具有纳米羟基磷灰石的生物活性和生物相容性，又具有聚合物的生物降解性，韧性，满足骨修复材料的要求。本专利技术的目的可通过下述技术措施来实现：本专利技术的纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料为纳米羟基磷灰石和聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯组成的混合物，其质量百分比如下：纳米羟基磷灰石10～70%，聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯30～90%。本专利技术中所述聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯为由L-酪氨酸衍生的聚碳酸酯。在制备纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料时，改变复合材料中纳米羟基磷灰石的成分含量比例，会对复合材料的生物活性和力学性能产生相应的影响。随着纳米羟基磷灰石成分含量的增加，复合材料的生物活性相应增加，材料的硬度也随之增加。本专利技术的方法是通过以下步骤来实现的：（1）亚硫酰氯法制备L-酪氨酸己酯盐酸盐量取无水己醇200ml加入到带有搅拌器、温度计、尾气接收管的四口烧瓶中，采用冰盐浴将温度降到-8℃，利用恒压滴液漏斗滴入亚硫酰氯溶液，滴加过程使温度保持在0℃以下，滴毕继续在冷却状态下搅拌1小时；其中亚硫酰氯溶液与无水己醇摩尔比为 5:100～7:100；在冷却条件下加入L-酪氨酸，升温到30℃继续搅拌3小时，然后升温到130℃回流2小时，反应结束后减压蒸馏除去过量的己醇和亚硫酰氯，移至烧杯中冷却结晶，再用无水乙醇重结晶，得到白色针状晶体；其中L-酪氨酸与亚硫酰氯摩尔比为1:1.3。（2）L-酪氨酸己酯游离碱的制备将L-酪氨酸己酯盐酸盐按照17：100的质量体积比溶解在冰水中，并添加乙醚，其中乙醚与冰水的体积比1:1～4:1，之后添加2mol/L的碳酸钠溶液直到溶液PH为10；待溶液分层后，用饱和的氯化钠溶液清洗，使用无水硫酸镁干燥，室温下减压蒸发，除去乙醚得到L-酪氨酸己酯的游离碱形式，所述无水硫酸镁与冰水的质量体积比为1:100～5:100。（3）脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯(Desaminotyrosyl-Tyrosine-Hexyl ester, DTH )单体的制备按摩尔比1:1的比例取L-酪氨酸己酯游离碱和对羟基苯丙酸，放进带有搅拌棒的三口瓶中，三口瓶密封并用氮气保护；按四氢呋喃与L-酪氨酸己酯游离碱摩尔比为19：1～22:1的比例取四氢呋喃并注射进三口瓶(四氢呋喃为新蒸馏的)，将反应混合物在冰浴中冷冻10分钟，在氮气保护下加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDCI·HCL），其中EDCI·HCL与L-酪氨酸己酯游离碱摩尔比为1.1:1；在冰浴条件下反应1小时，升温到25℃反应19小时；反应完成后将混合溶液倒进去离子水中，生成一种黄色的油状物；倒入二氯甲烷萃取这种油状物，分层后，有机层分别依次用0.1mol/L的碳酸钠溶液，饱和的氯化钠溶液，0.1mol/L的柠檬酸溶液，饱和的氯化钠溶液洗涤；最后加入无水硫酸镁干燥15分钟，过滤，得到一种黄色的油状物，将这种油状物加热浓缩后慢慢倒入正己烷中沉淀，干燥，得到脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯单体；所述无水硫酸镁与步骤（1）所述的无水己醇质量体积比1:100～5:100。（4）聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯制备 在氮气保护下，将脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯单体溶解在二氯甲烷和无水吡啶混合溶液中，其中脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯单体与二氯甲烷的质量体积比为1:6，二氯甲烷与无水吡啶体积比为3:1，15分钟后，将溶有三光气的0.83mol/L的甲苯溶液滴加到上述溶液中继续搅拌45分钟，其中三光气与脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯单体摩尔比为1.5:1；静置60分钟后，混合物用二氯甲烷稀释，然后用盐酸冲洗至PH为1，其中二氯甲烷与脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯单体体积质量比为100:1；将有机层分离出来用饱和氯化钠冲洗至中性，加入无水硫酸镁干燥，过滤滤液，加热浓缩，将浓缩液慢慢加入到正己烷中沉淀，真空干燥得到聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯；所述无水硫酸镁与步骤（1）所述的无水己醇质量体积比为1:100～5:100。（5）纳米羟基磷灰石/聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯(nano-Hydroxyapatite /poly(Desaminotyrosyl-Tyrosine-Hexyl ester) carbonate,n-HA/P(DTH)C )复合材料的制备首先用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石浆料，加入N,N-二甲基乙酰胺，在120℃蒸馏出水分，得到纳米羟基磷灰石的N,N-二甲基乙酰胺溶液；然后将溶液温度降到65℃，加入聚乙二醇6000改性；降温到30℃，加入聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯，充分混合反应4h，过滤，烘干，研磨，得到纳米羟基磷灰石/聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料；所述N,N-二甲基乙酰胺的用量为纳米羟基磷灰石和聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯总重量的9～12倍。本专利技术的有益效果如下：由于本专利技术提出的纳米羟基磷灰石/聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料是由纳米级的羟基磷灰石成分与聚碳酸酯形成的纳米复合生物骨修复材料，并非是由纳米羟基磷灰石粉末与聚碳酸酯的机械混合产物，得到的复合材料中纳米羟基磷灰石分散很均匀，其综合性能也更加优良，在骨组织的修复替代方面具有良好的应用前景。附图说明图1所示的是以本专利技术上述方法制备的纳米羟基磷灰石，纳米羟基磷灰石质量百分比为40%的纳米羟基磷灰石/聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合材料，聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯的XRD图谱。图2所示的是以本专利技术上述方法制备的纳米羟基磷灰石，纳米羟基磷灰石质量百分比为40%的纳米羟基磷灰石/聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料，其特征在于：所述复合骨修复材料是由以下质量百分比的原料组成：纳米羟基磷灰石10～70%，聚（脱氨基酪氨酰‑酪氨酸己酯）碳酸酯30～90%。
【技术特征摘要】
1.一种纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料，其特征在于：所述复合骨修复材料是由以下质量百分比的原料组成：纳米羟基磷灰石10～70%，聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯30～90%。2.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石、聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯复合骨修复材料，其特征在于：所述聚（脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯）碳酸酯为由L-酪氨酸衍生的聚碳酸酯。3.一种用于制备权利要求1所述骨修复材料的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤来实现的：（1）亚硫酰氯法制备L-酪氨酸己酯盐酸盐量取无水己醇200ml加入到带有搅拌器、温度计、尾气接收管的四口烧瓶中，采用冰盐浴将温度降到-8℃，利用恒压滴液漏斗滴入亚硫酰氯溶液，滴加过程使温度保持在0℃以下，滴毕继续在冷却状态下搅拌1小时；其中亚硫酰氯溶液与无水己醇摩尔比为 5:100～7:100；在冷却条件下加入L-酪氨酸，升温到30℃继续搅拌3小时，然后升温到130℃回流2小时，反应结束后减压蒸馏除去过量的己醇和亚硫酰氯，移至烧杯中冷却结晶，再用无水乙醇重结晶，得到白色针状晶体；其中L-酪氨酸与亚硫酰氯摩尔比为1:1.3；（2）L-酪氨酸己酯游离碱的制备将L-酪氨酸己酯盐酸盐按照17：100的质量体积比溶解在冰水中，并添加乙醚，其中乙醚与冰水的体积比1:1～4:1，之后添加2mol/L的碳酸钠溶液直到溶液PH为10；待溶液分层后，用饱和的氯化钠溶液清洗，使用无水硫酸镁干燥，室温下减压蒸发，除去乙醚得到L-酪氨酸己酯的游离碱形式，所述无水硫酸镁与冰水的质量体积比为1:100～5:100；（3）脱氨基酪氨酰-酪氨酸己酯单体的制备按摩尔比1:1的比例取L-酪氨酸己酯游离碱和对羟基苯丙酸，放进带有搅拌棒的三口瓶中，三口瓶密封并用氮气保护；按四氢呋喃与L-酪氨酸己酯游离碱摩尔比为19：1～22:1的比例取四氢呋喃并注射进三口瓶，将反应混合物在冰浴中冷冻10分钟，在氮气保护下加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐EDCI·HCL，其中EDCI·HCL与L-酪氨酸己酯游离...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖建国，李艳群，张春雷，谢玉芬，张磊，刘静贤，张永祥，段星泽，张文姣，卢娜娜，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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