聚磷酸钙钠生物医学材料及其生产方法和用途技术

本发明专利技术是一种生物医学材料，特别适用于修复人体硬组织缺损的生物医学材料是以五氧化二磷、磷酸和磷酸盐等为磷源，以磷酸氢钠、磷酸二氢钠为钠源，以氢氧化钙、碳酸钙、磷酸钙等为钙源，合成的聚磷酸钙钠。该聚磷酸钙钠的合成方法采用单体一步聚合法，在阴模中加压成型；也可一步聚合成型。所得人工硬组织ｐＨ值在７．０－８．５之间，在体内具有离子交换功能，并具有良好的生物相容性，与骨组织能形成良好的骨性结合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
聚磷酸钙钠生物医学材料及其生产方法和用途本专利技术属医疗材料类，是一种生物医学材料，特别适用于修复人体硬组织缺损的生物医学材料。人体硬组织代用材料是人们一直在探索和研究的主要用于各种硬组织缺损、缺失修复，帮助恢复人体硬组织功能的代用材料。低分子羟基磷灰石具有与人体硬组织无机成分相似的化学组成，作为种植体具有良好的组织相容性，并具有骨引导作用，已广泛应用于临床修复。但这类材料与骨相比弹性模量不相适应，因而临床应用近期效果较好，远期效果差，更重要的不足是缺乏生物活性，与人体缺乏交换功能。为此，以聚磷酸钙盐作为新型人体硬组织替换材料的研究已引起人们的兴趣，1982年8月，美国专利(U.S.P4346028)公布了用聚磷酸钙钠可作为石棉代用品的报道；A.Bertoluzza(1981-1983年)发表了聚磷酸钙钠可作为生物医学材料的报道。但这些材料本体和表面呈酸性，与人体骨组织的pH值相差较大，若用于人体，必然影响碱性磷酸酯酶的活性和成骨作用，因而不具有真正的医学实用价值。本专利技术的目的是，研制出一种pH值符合正常人体骨组织酸碱度稳定在7.0-8.5范围要求的，与人体组织能相互进行物质交换和产生骨性结合的并具有特定形状的聚磷酸钙钠无机高分子生物医学材料。本专利技术的
技术实现思路
：合成具有交换功能、恒定pH值及特定形状的聚磷酸钙钠，控制钠钙比，磷钙比，金属氧化物与五氧化二磷的摩尔比及优化成型条件、烧结工艺。作为本专利技术的聚合物是以五氧化二磷、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸铵、聚磷酸铵、聚磷酸、磷酸氢钙、磷酸二氢钙为磷源，以磷酸氢钠、磷酸二氢钠为钠源也可为磷源，以磷酸的各种钙盐、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙为钙源，磷酸的各种钙盐也可为磷源，合成聚磷酸钙钠。作为本专利技术的聚合物，无论采用何种原料，其钠、钙、磷的摩尔比是很重要的。当下列组份的摩尔百分比为Na2O：9-11，CaO：53-60，P2O5：31-36时，合成的聚磷酸钙钠将具有本专利技术的聚合物的交换功能和恒定的pH范围，其pH值保持在7.0～8.5之间。按照本专利技术的生产方法，合成的无机高聚物聚磷酸钙钠采用一步烧结的方法，即将含磷源、钠源、钙源的原料混合均匀后在450℃-650℃下烧结1-3小时后升温至700-800℃，聚合1小时后再升温到850-1000℃聚合3-8小时，然后骤冷至-->700-800℃使其结晶，保温1-3小时后再次骤冷至550-650℃再次结晶，保温3-6小时后逐步冷却至室温，得到本专利技术的聚磷酸钙钠人工骨生物医学材料。按照本专利技术的成型方法，首先在人体所需人工骨部位用印模材料取下阴模，然后用石膏从阴模中取下阳模，再从阳模翻制成金属阴模，将已烧结的聚磷酸钙钠研成细粉后，将粉末填入金属阴模中，在1～20MPa压力下加压成型，然后按上述生产方法进行再次烧结，也可将一定摩尔比的钠源、钙源、磷源单体原料混合均匀后加入金属阴模中在1-20MPa压力下加压成型，然后按本专利技术的生产方法一次烧结成型，即可得到具有特定形状和最小收缩及膨胀度的聚磷酸钙钠人工骨生物医学材料。作为生物医学材料，原料杂质的影响也是很重要的，应该尽量使用符合国家药品规格的原料及辅料，否则，合成的材料将不具有医用价值。本专利技术的积极效果是：由于本专利技术的聚磷酸钙钠是一种与机体组织有物质交换功能的无机高分子聚合物，并具有良好的生物相容性，从而改善了目前国内外广泛采用的人工硬组织替代材料在某些性能上的不足，使人工骨的研究进入一个新阶段。本专利技术的聚磷酸钙钠与现有文献报道显著不同之处在于其材料本体和表面均呈弱碱性，符合人体骨pH值要求，与人体组织能相互进行物质交换，形成良好的成骨环境，促进与骨组织的结合。给出下列实施例进一步说明本专利技术。实施例1：称取35.5gNa2HPO4、60gNaH2PO4、349.35gCaHPO4，混合均匀后于450℃下烧结1小时后升温至700℃，再聚合3小时，再次升温至850℃聚合8小时，然后骤冷至700℃，保温1小时后再次骤冷至550℃，保温3小时后逐步冷却至室温，即可得到具有本专利技术特征的无机高分子生物医学材料。实施例2：称取120gNaH2PO4，301.4gCaHPO4，90gCaCO3混合均匀后装入2×8mm的金属阴模中，在2MPa压力下加压成型，将加压成型后的聚合物单体混合物在650℃下烧结3小时，然后升温至800℃聚合1小时，再升温至1000℃聚合3小时，然后骤冷至800℃使其结晶，保温3小时后再次骤冷至650℃再次结晶，保温6小时后逐步冷却至室温取出，即可得到2×8mm圆柱体形的聚磷酸钙钠人工骨生物医学材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚磷酸钙钠生物医学材料，其特征是一级结构具有如下组成：＊＊＊，其中ｎ＞２，Ｍ＞１；钠、钙、磷的摩尔百分比为Ｎａ↓［２］Ｏ：９－１１，ＣａＯ：５３－６０，Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］：３１－３６。

【技术特征摘要】
1.一种聚磷酸钙钠生物医学材料，其特征是一级结构具有如下组成：其中n＞2，M＞1；钠、钙、磷的摩尔百分比为Na2O：9-11，CaO：53-60，P2O5：31-36。2.根据权利要求1的生物医学材料，其特征是钠来源于：磷酸氢钠、磷酸二氢钠。3.根据权利要求1或2的生物医学材料，其特征是钙来源于：磷酸的钙盐、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙。4.根据权要求1、2或3的生物医学材料，其特征是磷来源于：五氧化二磷、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸铵、聚磷酸铵、聚磷酸、磷酸氢钙、磷酸二氢钙。5.根据权利要求1的聚磷酸钙钠生物医学材料生产方法，其特征在于：依次按如下步骤进行：(1)将原子比为Na∶Ca∶P＝1∶2.0-3.5∶3-3.5的粉体原料混合均匀；(2)在450℃-1000℃分段逐步升温，保温3-6小时后逐步冷却至室温，得到-结晶聚合物，研碎成细粉末。6.根据权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文传，程玲妹，袁楠希，陈治清，张杰魁，张敏，管利民，邱静，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学研究所，华西医科大学，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]