一种磷酸钙-淀粉-聚乙烯醇基骨修复支架材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸钙

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用骨修复材料领域，尤其是一种磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]人骨具有自修复的能力，但对于由疾病
、
创伤引起的大面积临界骨缺损
(
大于
5mm)
，人骨无法完成自身修复，必须借助外界辅助才能完成骨愈合
。
临床常把人工骨作为骨修复材料的“金标准”，但人工骨存在原料稀少
、
宿主免疫等无法克服的应用阻碍，故而促进了人造骨的兴起
。
人造骨具有机械性能可控，功能定向设计的优点，市面常用的磷酸钙拥有与人骨相近似的成分，但其支架脆性大，易断裂；
PMMA
支架虽有足够的弹性及力学性能，但其也存在自身毒性以及难降解的问题
。
因此，获得具有与人骨成分相近似的，克服其固有脆性的磷酸钙支架，是骨修复支架的应用方向
。
[0003]磷酸钙支架是公认的具有骨诱导能力的活性支架，但其存在难以克服的固有脆性
。
研究表明，高分子材料具有天生的高韧性，但其强度偏低
。
淀粉是一种天然高分子化合物，具有高吸水性，可以改善支架的亲水性能，提高支架的机械强度，其特有的湿水响应性能可促进支架原位形成孔隙，并有使原孔隙放大的能力
。
淀粉在医学领域已被广泛研究，通常会通过添加淀粉来提高支架的抗压强度，但其对支架的韧性改善不够明显，且淀粉在体液中降解速率较快，易造成支架的过早塌陷
。
通过会采用引入双高分子材料的形式来改善支架的降解速率及韧性
。
[0004]聚乙烯醇具有良好的水溶性，低毒性，高弹性模量和搞机械强度，生物相容性好等优点，在生物医学领域应用广泛
。
聚乙烯醇降解速率较慢，其具有多羟基结构，易与淀粉以氢键结合，形成互锁结构，从而抑制淀粉的过度溶胀，减缓淀粉的降解速率
。
并且由于聚乙烯醇表面的缠绕作用，提高了支架的机械强度
。
因此，磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料可作为理想的骨修复材料之一
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料及其制备方法
。
此骨修复支架材料既具有骨修复活性，拥有磷酸钙支架的修复能力，又具有机械强度，可实现弹性恢复，具有优异的理化性能
。
该材料经灭菌后可直接置于骨缺损处，材料经体液浸润后，可吸水溶胀，放大自身孔隙，聚乙烯醇的捆绑互锁作用，抑制了淀粉的过度溶胀，并与之形成互连网络，方便体液的内部流动，并促进活性钙磷离子的释放，诱导成骨细胞的增殖，迁移及矿化，最终实现原位的骨修复
。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料，包括以下原料：磷酸钙
、
淀粉和聚乙烯醇溶液，
[0007]所述的磷酸钙和淀粉的质量比为
9:1
‑
7:3
，
[0008]所述磷酸钙及淀粉的质量和与聚乙烯醇溶液的质量比为
1:1
‑
1:6。
[0009]进一步的，所述的磷酸钙作为活性成分，采用包括但不限于焦磷酸钙
、
α
‑
磷酸三钙
、
β
‑
磷酸三钙
、
羟基磷灰石或双相磷酸钙中的一种或多种混合物
。
[0010]进一步的，所述磷酸钙的颗粒粒径小于
500nm。
[0011]进一步的，所述的淀粉采用包括但不限于木薯淀粉
、
玉米淀粉
、
马铃薯淀粉或可糊化淀粉中的一种或多种混合物
。
[0012]淀粉是葡萄糖的聚合体，具有与葡萄糖相似的性质，可与多种有机物以氢键结合，具有高温糊化的特点，糊化后其粘度增大，故而可作为磷酸钙支架的粘结剂
。
[0013]进一步的，所述聚乙烯醇溶液的浓度为1‑
5wt
％，其中聚乙烯醇的分子量为5万
‑
15
万
。
[0014]聚乙烯醇是一种带有仲羟基的线性高分子聚合物，分子中的羟基具有较高的活性
。
聚合度分为超高聚合度
(
分子量
25
万
‑
30
万
)、
高聚合度
(
分子量
17
万
‑
22
万
)、
中聚合度
(
分子量
12
万
‑
15
万
)
和低聚合度
(2.5
万
‑
3.5
万
)
，聚合度越大，其水溶液粘度越大
。
故而，聚乙烯醇可与淀粉发生氢键作用，而形成互锁网络
。
[0015]上述磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、
将一定量的磷酸钙与淀粉进行均匀混合并过筛，得到磷酸钙
‑
淀粉均匀混合颗粒；
[0017]S2、
将一定量的聚乙烯醇溶液加入
S1
中得到的磷酸钙
‑
淀粉均匀混合颗粒中，常温搅拌
0.5
‑1小时，形成磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇分散液；
[0018]S3、
将
S2
所得的磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇分散液于
70
‑
90℃
的水浴中糊化5‑
15
分钟，得到磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇糊化浆料；
[0019]S4、
将
S3
所得的糊化浆料在
‑
20℃
下冷冻
12
‑
36
小时，并于冻干机中冻干，得到磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料
。
采用冷冻方式，压缩支架内部空间，促进支架内部氢键形成；获得的骨修复支架可在体液中吸水并产生孔隙
。
[0020]优选的，
S1
中，所述磷酸钙的颗粒粒径为
200nm。
[0021]骨修复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料，其特征在于，包括以下原料：磷酸钙
、
淀粉和聚乙烯醇溶液，所述的磷酸钙和淀粉的质量比为
9:1
‑
7:3
，所述磷酸钙及淀粉的质量和与聚乙烯醇溶液的质量比为
1:1
‑
1:6。2.
根据权利要求1所述磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料，其特征在于，所述的磷酸钙采用包括但不限于焦磷酸钙
、
α
‑
磷酸三钙
、
β
‑
磷酸三钙
、
羟基磷灰石或双相磷酸钙中的一种或多种混合物
。3.
根据权利要求1所述磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料，其特征在于，所述磷酸钙的颗粒粒径小于
500nm。4.
根据权利要求1所述磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料，其特征在于，所述的淀粉采用包括但不限于木薯淀粉
、
玉米淀粉
、
马铃薯淀粉或可糊化淀粉中的一种或多种混合物
。5.
根据权利要求1所述磷酸钙
‑
淀粉
‑
聚乙烯醇基骨修复支架材料，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的浓度为1‑
5wt
％，其中聚乙烯醇的分子量为5万
‑
15
...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪昕晔，杨蒙蒙，白晶，刘起展，周裕林，
申请(专利权)人：常州市第二人民医院，
类型：发明
国别省市：