本发明专利技术涉及医用材料生产技术领域，其目的在于提供一种墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷，它含有至少两种人体骨矿中的无机成分，保留了墨鱼骨精妙的三维互通的网孔结构、有效力学结构—桁架结构以及墨鱼骨生物自组装陶瓷的晶体形态和晶体间的连接，在具有高孔隙率、理想孔径的同时具备较好地力学强度和生物相容性。本发明专利技术以墨鱼骨多孔骨矿支架为前体物，经加磷酸的一级湿法工艺，或经加可溶性磷酸盐、磷酸的二级湿法工艺转化形成；所述的墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷至少含有以下人体骨矿成分中的两种：碳酸钙、二水磷酸氢钙、无水磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸八钙、羟基磷灰石、碳酸羟基磷灰石。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用材料生产
，特别涉及一种墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷及其制备方法、应用。
技术介绍
由于意外事故、骨病、战争或矫形手术所致的骨缺损需要进行骨移植。国内每年需骨移植的病人逾三百万。自体骨移植是治疗骨缺损的金标准，但自体骨来源有限，给患者增加了新的创伤，并且取骨区会有一定的并发症。目前替代自体骨移植的材料主要是同种异体骨和人工骨替代材料。同种异体骨虽然具有成骨传导作用，但存在免疫原性并可能传播病原体，或引发一些社会伦理问题。 有机物是材料免疫原性的物质基础，为了克服自体骨、同种异体骨移植存在的缺陷，开发跟人体自然骨矿成分类似的骨移植替代无机材料是一种选择。人体骨骼的主要的无机成分是钙磷陶瓷，另外包含6 8%的碳酸钙。人体骨骼自然钙磷陶瓷包括羟基磷灰石(HAP)、碳酸羟基磷灰石(COHAP)、无水磷酸氢钙(DCPA)、磷酸氢钙(DCP)、磷酸二氢钙(MCP.H20)、磷酸三钙(TCP)、磷酸八钙(OCP)等。目前临床应用的钙磷替代材料主要由类似人骨骨矿成分的钙磷成分构成，可被分为羟基磷灰石、磷酸三钙及钙磷复合移植物，都具有骨传导性，被应用于替代植骨及作为骨组织工程支架，是骨移植替代材料的研究和实践之重点。羟基磷灰石是生物活性磷酸钙陶瓷的一种，是目前研究最多的一种重要人工生物材料，新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入体表面和内部贯通性孔隙攀附生长，能与组织在界面上形成化学键性结合。然而，HAP具有人自然骨类似的晶相，与骨组织趋向化学和生物学平衡，在体内似乎是过于稳定而降解过缓。TCP有HAP不能企及的生物活性，但在体内降解过快而不利于新骨形成。二水磷酸氢钙(DCP)、无水磷酸氢钙(DCPA)、磷酸二氢钙(MCP. H20)及磷酸八钙(OCP)均为偏酸性磷酸盐，是羟基磷灰石的前驱体，具有比羟基磷灰石好的生物降解、溶解能力，具有良好的骨传导性和生物活性，通常可用作骨缺损的充填材料，为新骨的形成提供支架。碳酸羟基磷酸钙有良好的生物活性，可能与部分羟基位为碳酸根而改变了其物性(酸碱性、降解性、溶解性)有关。目前西方常用的13个钙磷骨替代材料有7个是钙磷复合陶瓷或水泥，它们是BoneSave 80% TCP/20% HABoneSource TTCP/DCPCalcibon 62. 5% a-TCP/26. 8% DCPA/8. 9% CaC03/l. 8% Camceram 60% HA/40% b-TCPChronOS 73% b-TCP/21% MCP. H20/5% MHPT HydroSet TTCP/DCP/TSCNorian SRS a_TCP/CaC03/MCP. H20。这些钙磷复合移植物无不是由人体骨矿无机成分构成等构成，复合材料优势在于可取得酸碱及溶解、降解等物性的平衡，甚至可使材料层级溶解降解，从而更好地满足骨移植替代材料的要求。但这些钙磷复合移植物均为合成物，难以具备良好的孔隙率、理想的孔径及高的通孔率的支架。为了取得更好的骨传导特性，骨移植替代物必须具备多孔结构，适当的孔径及高孔隙率。其中，微孔的尺寸在150-500 Mffl时有利于新骨长入。另外，互通的孔有利于新骨长入。多孔支架制备是目前材料科学和技术的紧迫挑战。墨鱼骨(Cuttlebone)是海洋生物墨鱼的舟状脊骨。中医又名海螵蛸，祖国医学中有收敛止血、制酸止带等功效。主要 化学成份为碳酸钙，还有少许钙磷成分，可谓墨鱼骨自组装生物陶瓷，具有与其海洋漂浮习性相适应的精妙的三维互通网孔结构(网孔结构通道内气液比例的自如调控决定墨鱼的沉浮)，这种自组装的生物陶瓷可达到同样孔隙率相同成分合成材料3000倍的力学强度，能满足墨鱼支撑自身身体及还海洋浮游的需要。另外墨鱼骨资源极为丰富，取材方便，容易切割预制成形。中国专利公开号CN 101934087A，专利技术名称为一种碳化后的墨鱼骨在骨科中的应用，该专利技术公开了一种碳化后的墨鱼骨的新用途，具体说，是一种微波碳化后的墨鱼骨，在制备治疗骨缺损、骨肿瘤及囊肿等疾病医学材料中的应用。但该专利技术仅对墨鱼骨做了碳化处理，得到的墨鱼骨骨矿支架的成分为碳酸钙，而没有转化成骨活性公认良好钙磷陶瓷。国内外有人利用墨鱼骨水热反应及高温烧结转化形成保持了墨鱼骨的三维网状结构的HAP。中国专利公开号CN101987208A公开了一种墨鱼骨转化多相大孔径骨再生支架材料及制备方法，用墨鱼骨与磷酸二氢铵经二次水热反应(高压条件下)及高温烧结而成，工艺较复杂，更重要的是经高温烧结和未经高温烧结的材料性能大不相同，经高温烧结产品碎性明显加大，受力时易破碎甚至粉末化，也使材料难于降解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷，它含有至少两种人体骨矿中的无机成分，保留了墨鱼骨精妙的三维互通的网孔结构、有效力学结构一桁架结构以及墨鱼骨生物自组装陶瓷的晶体形态和晶体间的连接，在具有高孔隙率、理想孔径的同时具备较好地力学强度和生物相容性。本专利技术还提供了一种墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷的制备方法，生产工艺简单、节能环保。同时本专利技术还提供了墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷的应用，为作为治疗骨缺损的医学材料提供了更多的选择。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷，所述的墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷以墨鱼骨多孔骨矿支架为前体物，经加磷酸的一级湿法工艺，或经加可溶性磷酸盐、磷酸的二级湿法工艺转化形成；所述的墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷至少含有以下人体骨矿成分中的两种碳酸钙、二水磷酸氢钙、无水磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸八钙、羟基磷灰石、碳酸羟基磷灰石。加磷酸的一级湿法工艺利用磷酸可与碳酸钙等在常压下发生明显反应的特点，利用墨鱼骨碳酸钙自组装陶瓷支架孔隙率极大、通孔率极高即表面积极大的特点，主要通过反应起始时磷源溶液PH渐次变化(pH在6. 5以下)结合钙磷质量比、磷源溶液浓度及反应时间等变化，通过墨鱼骨多孔碳酸钙自组装陶瓷支架与磷酸溶液浸泡进行液-固相反应，墨鱼骨多孔碳酸钙支架在磷源溶液中转变成含碳酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、磷酸根的不同成分、不同质量比的多孔钙盐复合物陶瓷支架，这些钙盐包括碳酸钙、磷酸氢钙、无水磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸八钙、碳酸羟基磷灰石。同样原理，二级湿法工艺中的加磷酸湿法工艺使碳酸钙/羟基磷灰石等(可溶性磷酸盐与墨鱼骨多孔骨矿支架水热反应的产物)继续转化为成分更丰富的多孔复相陶瓷。本专利技术的多孔复相生物陶瓷产品为乳白色或半透明，能保持预制形态，在具有高孔隙率的同时具有良好的力学强度(桁架结构)，塑形容易，手术中可根据需要用手术刀、骨剪等再次分割、剪裁、修改，人骨髓基质干细胞在本专利技术的表面及孔隙内良好粘附生长，生物相容性良好。本专利技术主体保留了墨鱼骨精妙的三维互通网孔结构、具有骨移植替代物材料理想的高孔隙率和孔径(虽然本专利技术的材料的外周孔径及孔隙率可能变小，但通过切削及分割等方法可克服之)；因保持原有有效的力学结构一桁架结构及自组装陶瓷的晶型及其连接而具有较大力学强度(约I. 16MPa);本专利技术的主要原料为高孔隙率的多孔墨鱼骨骨矿支架，通过一级或二级湿法工艺加工，液-固相反应时接触面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷，其特征在于：所述的墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷以墨鱼骨多孔骨矿支架为前体物，经加磷酸的一级湿法工艺，或经加可溶性磷酸盐、磷酸的二级湿法工艺转化形成；所述的墨鱼骨转化系列多孔复相生物陶瓷至少含有以下人体骨矿成分中的两种：碳酸钙、二水磷酸氢钙、无水磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸八钙、羟基磷灰石、碳酸羟基磷灰石。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚屏，汤亭亭，李星，彭兆祥，熊汉峰，李桑，李振波，
申请(专利权)人：李亚屏，
类型：发明
国别省市：
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