可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法技术

本发明专利技术公开了可调控晶体尺寸的高纯度外科级α

【技术实现步骤摘要】
可调控晶体尺寸的高纯度外科级
α-半水硫酸钙制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于骨组织修复生物医用材料
的方法，具体地，本专利技术专利提供了一种可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法。

技术介绍

[0002]修复骨缺损材料一般可根据材料的来源分为自体骨、异体骨和人工合成骨三类材料。自体骨具有骨传导性、骨诱导性及骨生成性被视为修复骨缺损材料的金标准，但自体骨的来源受限且需要二次手术。异体骨虽然具有骨传导性，但也存在许多不足之处，如异体骨有抗原性和可能传播病原体、来源有限和一些社会伦理的原因等。所以，从而驱动了各种人工骨材料相关研究的快速发展。大量的研究证明，硫酸钙具有优秀的生物相容性、骨传导性以及能在体内彻底降解吸收，在骨替代材料研究领域内是被关注的热点。硫酸钙以无水硫酸钙，半水硫酸钙，二水硫酸钙三种形式存在，其中半水硫酸钙又以α-型和β-型不同晶型形式存在。临床上常用α-半水硫酸钙(α
ꢀ-
CaSO4·
0.5H2O)，即医用外科级半水硫酸钙，这种半水硫酸钙晶体发育完整，具有水硬性，遇到水溶液可固化为高强度的二水硫酸钙。二水硫酸钙能够促使成骨细胞附着，促进骨生长，此外，破骨细胞能够吸收硫酸钙，使其生物自降解。
[0003]目前国外已有成熟的医用外科级硫酸钙产品，如美国Wright公司的英国Encore公司的和德国的等，它们都是高纯度的α-半水硫酸钙。国内学者也进行了硫酸钙人工骨的相关研究，中国专利技术专利CN102633287A号，采用氯化钙、转晶剂与蒸馏水的反应液中加入与蒸馏水体积比为0.01-2的无水乙醇，使二水硫酸钙在反应液中脱去结晶水制得半水硫酸钙。但是，该方法的制备工艺周期较长。中国专利技术专利CN110683779A号，首先采用氯化钙/氯化镁溶液改性二水硫酸钙来提高晶体的抗压强度，再使用蒸压法将改性的二水硫酸钙脱水制备半水硫酸钙，这种方法制得的半水硫酸钙的长径比较大且不均一。中国专利技术专利CN103723757A号使用钙盐溶液和硫酸盐溶液，并加入柠檬酸钠、硫酸铝和琥铂酸配成的复合转晶剂得混合溶液，恒温加热进行水热反应生产α-半水硫酸钙，这种方法制得α-半水硫酸钙的纯度很难控制，效率不高。中国专利技术专利CN107596439A 号，采用微波加热的方法使用二水硫酸钙在铁氟龙管内脱水结晶制备α-半水硫酸钙。这种方法能够制备α-半水硫酸钙，但是其形态结构不均一，且制备产品的能力有限，不利于量产。
[0004]目前，国内已报道关于α-半水硫酸钙制备方法的专利已经很多，但这些方法制备的半水硫酸钙晶体尺寸不可调控。本申请专利技术发现通过调节混合转晶剂与去离子水的质量比，有效地调控α-半水硫酸钙晶体尺寸(10-60m)，且长径比为1-5:1，得到分布均匀的晶体α-半水硫酸钙粉体。其采用简单、高效的工艺制备出高纯度外科级α-半水硫酸钙骨移植材料，其纯度高达99％的重量百分比浓度以上，非常适合产业化。利用本专利技术制备的α-半水硫酸钙粉体固化后，抗压强度为25-35MPa，从而满足不同负重部位对力学强度要求。降解时间为60-75天，与人体不同部位的成骨速率相匹配，可用于医用植入骨修复领域的α-半水硫酸钙，因此本专利技术制备的半水硫酸钙能够达到外科级标准。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，本专利技术的所要解决的技术问题在于，提供形貌规整且可调控的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，所制备得硫酸钙人工骨材料固化时间、抗压强度、生物学性能有所改善，以简单的工艺制备出医用植入骨修复材料所需要的医用级高纯度外科级α-半水硫酸钙。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可调控晶体结构尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于包含以下步骤：
[0007]S1反应溶剂液配制：将混合转晶剂加入到去离子水中，超声溶解，得到反应溶剂；
[0008]S2将二水硫酸钙加入上述反应溶剂中，机械搅拌使其混合均匀，得到反应液；
[0009]S3将反应液置于蒸压釜中，在一定压力一定温度下进行反应，反应结束后过滤洗涤反应产物并进行烘干，得到α-半水硫酸钙。
[0010]优选的，所述步骤S1中，混合转晶剂为柠檬酸和硫酸铝。
[0011]优选的，所述步骤S1中，混合转晶剂与去离子水的质量比为0.0033-0.02。
[0012]优选的，所述步骤S2中，二水硫酸钙与反应溶剂的质量比为0.33-1.96。
[0013]优选的，所述步骤S3中，反应温度为115-135℃。
[0014]优选的，所述步骤S3中，反应压力为0.07-0.22MPa。
[0015]优选的，所述步骤S3中，反应时间为1-4h。
[0016]优选的，所述步骤S3中，洗涤液为80-99％的乙醇水溶液。
[0017]优选的，所述步骤S3中，烘干温度为40-80℃。
[0018]优选的，所述步骤S3中，烘干时间为1-4h。
[0019]优选的，混合转晶剂柠檬酸和硫酸铝的质量比0.20-2。
[0020]按上述方法制备的可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙产品。
[0021]优选的，所述产品与固化液进行均匀混合得到可注射性骨水泥浆料，固化时间为5-10min。
[0022]优选的，固化液包含去离子水和生理盐水。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术采用蒸压法直接将二水硫酸钙脱水转化为α-半水硫酸钙，以简单、高效的工艺制备高纯度外科级的α-半水硫酸钙骨移植材料，其纯度高达99％的重量百分比浓度以上，非常适合产业化。本专利技术发现通过调节混合转晶剂与去离子水的质量比，有效地调控α-半水硫酸钙晶体尺寸(10-60m)，且长径比为1-5:1，得到分布均匀的晶体α-半水硫酸钙粉体。利用本专利技术调控制备的α-半水硫酸钙粉体固化后，抗压强度为25-35MPa，从而满足不同负重部位对力学强度要求。降解时间为60-75天，与人体不同部位的成骨速率相匹配，可用于医用植入骨修复领域的α-半水硫酸钙。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0026]图1为本专利技术实施例1、2、3、4中制得的α-半水硫酸钙的SEM照片；；
[0027]图2为实施例1、2、3、4中制得的α-半水硫酸钙的FTIR照片；
[0028]图3为实施例1中制得的α-半水硫酸钙的DSC照片。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调控晶体结构尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于包含以下步骤：S1反应溶剂液配制：将混合转晶剂加入到去离子水中，超声溶解，得到反应溶剂；S2将二水硫酸钙加入上述反应溶剂中，机械搅拌使其混合均匀，得到反应液；S3将反应液置于蒸压釜中，在一定压力一定温度下进行反应，反应结束后过滤洗涤反应产物并进行烘干，得到α-半水硫酸钙。2.根据权利要求1所述的一种可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，混合转晶剂为柠檬酸和硫酸铝。3.根据权利要求1所述的一种可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，混合转晶剂与去离子水的质量比为0.0033-0.02。4.根据权利要求1所述的一种可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，二水硫酸钙与反应溶剂的质量比为0.33-1.96。5.根据权利要求1所述的一种可调控晶体尺寸高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，反应温度为115-135℃。6.根据权利要求1所述的一种可调控晶体尺寸的高纯度外科级α-半水硫酸钙制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，反应压力为0.07-0.22MPa。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：伦登兴，李国雨，吕亚梅，张蕾，胡永成，王丽敏，
申请(专利权)人：北京赛瑞美科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：