一种掺杂钙基材料、骨修复材料及其制备方法技术

本申请提供了一种掺杂钙基材料、骨修复材料及其制备方法，通过向钙基材料中共掺杂Gd和Si元素，能够提高钙基材料中Gd和Si的掺杂含量，得到的掺杂钙基材料具有良好的促成骨生物活性和显影效果，安全无毒。将所述掺杂钙基材料和高分子材料复合，能够用于制备骨修复材料，该骨修复材料具有较强的可加工性，结合磁场刺激可以进一步加速细胞成骨分化，提高骨修复速度。复速度。复速度。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂钙基材料、骨修复材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种掺杂钙基材料、骨修复材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来国内外有将可降解聚酯材料与磷酸钙类陶瓷复合作为骨修复植入材料的开发和应用，但植入后无法通过临床常用的手段观察植入物位置及降解情况，并且植入材料的成骨活性与临床的理想要求还有很大的差距。
[0003]羟基磷灰石(Ca
10
(PO4)6(OH)2,Hydroxyapatite,HA)是一种无机化合物，在化学上类似于骨骼和牙齿的无机成分。HA具有较高的生物活性和生物相容性，可以与可降解聚酯材料(如PLA、PLGA、PGCL等)复合制成纳米复合材料，但是这种可降解聚酯材料不具备生物活性，与宿主骨的结合效果不甚理想，且促成骨性能也有待提高。
[0004]现有技术已有Si元素掺杂改性HA的相关报道，将Si元素引入HA中，能够赋予HA更优异的生物学特性，更好地发挥Si元素在促进成骨方面的功能性。Si掺杂的HA是一种潜在的骨组织工程用活性陶瓷材料，但其促成骨生物活性还有待提高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种掺杂钙基材料、骨修复材料及其制备方法，该掺杂钙基材料具有良好的促成骨生物活性，能够用于制备骨修复材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]本申请提供了一种掺杂钙基材料，包括钙基材料和掺杂在所述钙基材料中的Gd和Si。
[0008]优选的，所述Gd和Si的摩尔比为0.9～1.1:0.9～1.1，Si和钙基材料的摩尔比为0.001～2.5:1。
[0009]优选的，所述掺杂钙基材料选自羟基磷灰石。
[0010]一种所述的掺杂钙基材料在骨修复材料中的应用。
[0011]本申请提供了一种骨修复材料，包括高分子材料和上述的掺杂钙基材料。
[0012]优选的，所述掺杂钙基材料的质量分数为1％～50％。
[0013]优选的，所述高分子材料选自聚乳酸、聚羟基乙酸、聚己内酯、聚羟基丁酸酯、聚酸酐和聚氨基酸中的一种或多种。
[0014]本申请提供了一种掺杂钙基材料的制备方法，包括：
[0015]将钙盐、钆盐、硅化合物和磷化合物混合得到混合液，调节混合液的pH至9～11，经过热处理，反应得到掺杂钙基材料。
[0016]优选的，所述热处理为依次在50～100℃和130～240℃温度下反应。
[0017]优选的，所述热处理为在50～100℃温度下反应1～10h，在130～240℃温度下反应10～20h。
[0018]本申请提供了一种掺杂钙基材料、骨修复材料及其制备方法，通过向钙基材料中共掺杂Gd和Si元素，能够提高钙基材料中Gd和Si的掺杂含量，得到的掺杂钙基材料具有良好的促成骨生物活性和显影效果，安全无毒。将所述掺杂钙基材料和高分子材料复合，能够用于制备骨修复材料，该骨修复材料具有较强的可加工性，结合磁场刺激可以进一步加速细胞成骨分化，提高骨修复速度。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1～2和对比例1～2制备的羟基磷灰石的SEM图像；
[0020]图2为本专利技术实施例1～7和对比例1～2制备的羟基磷灰石的XRD图谱；
[0021]图3为本专利技术实施例1～7和对比例1～2制备的羟基磷灰石的FT
‑
IR图谱；
[0022]图4为本专利技术实施例1～7和对比例1～2制备的羟基磷灰石的表面电势；
[0023]图5为本专利技术实施例1～2和对比例1制备的羟基磷灰石对溶菌酶和牛血清白蛋白的吸附能力测试数据；
[0024]图6为本专利技术实施例1～2、对比例1～3得到的羟基磷灰石分别在室温和体温下的磁化曲线；
[0025]图7为MC3T3
‑
E1细胞在本专利技术实施例1～2和对比例1～2得到的羟基磷灰石中培养24h后，MC3T3
‑
E1细胞的毒性测试数据(细胞成活率)和MC3T3
‑
E1细胞的形貌图像；
[0026]图8为在磁场和非磁场条件下，MC3T3
‑
E1细胞在本专利技术实施例1～2和对比例1～2得到的羟基磷灰石中培养后，MC3T3
‑
E1细胞中碱性磷酸酶(ALP)的活性测试数据和MC3T3
‑
E1细胞的形貌图像；
[0027]图9为在施加磁场与普通培养环境中，MC3T3
‑
E1细胞在本专利技术实施例1～2和对比例1～2得到的骨修复材料表面培养14天后，MC3T3
‑
E1细胞钙沉积的ARS染色照片和细胞外基质中钙的定量分析数据；
[0028]图10为在磁场和非磁场条件下，MC3T3
‑
E1细胞培养在实施例1～2、对比例1～2得到的骨修复材料表面，MC3T3
‑
E1细胞外基质形态及N元素和S元素分布；
[0029]图11为在磁场和非磁场条件下，MC3T3细胞培养在实施例1～2、对比例1得到的骨修复材料的表面，MC3T3细胞的成骨相关蛋白(Runx2、骨桥蛋白(OPN)、骨形态发生蛋白2(BMP2)和一型胶原(COL
‑
1))的基因表达情况。
具体实施方式
[0030]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范围。
[0031]本专利技术提供了一种掺杂钙基材料，包括：钙基材料和掺杂在所述钙基材料中的Gd和Si。所述钙基材料优选为羟基磷灰石，在一些可能的实现方式中，所述Gd和Si的摩尔比为0.9～1.1:0.9～1.1，优选为1:1，Si和钙基材料的摩尔比为0.001～2.5:1，优选为0.8～1.5:1。所述掺杂优选为以Gd
3+
取代Ca
2+
，SiO
44
‑
取代PO
33
‑
的形式进行掺杂。
[0032]本专利技术提供了一种上述掺杂钙基材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033]将钙盐、钆盐、硅化合物和磷化合物混合得到混合液，调节混合液的pH至9～11，经过热处理，反应得到掺杂钙基材料。
[0034]所述掺杂钙基材料的合成反应方程式如下：
[0035](10
‑
x)Ca
2+
+xGd
3+
+(6
‑
y)PO
43
‑
+ySiO
44
‑
+2OH
‑
＝
[0036]Ca
(10
‑
x)
Gd
x
(PO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂钙基材料，其特征在于，包括：钙基材料和掺杂在所述钙基材料中的Gd和Si。2.根据权利要求1所述的掺杂钙基材料，其特征在于，Gd和Si的摩尔比为0.9～1.1：0.9～1.1，Si和钙基材料的摩尔比为0.001～2.5:1。3.根据权利要求1所述的掺杂钙基材料，其特征在于，所述掺杂钙基材料选自羟基磷灰石。4.权利要求1～3任意一项所述的掺杂钙基材料在骨修复材料中的应用。5.一种骨修复材料，其特征在于，包括高分子材料和权利要求1～3任意一项所述的掺杂钙基材料。6.根据权利要求5所述的骨修复材料，其特征在于，所述掺杂钙基材料的质量分数为1％～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：章培标，郭敏，王宇，徐志强，谢韶东，
申请(专利权)人：佛山市中医院，
类型：发明
国别省市：