一种硫磷复合型人工骨的制备及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种硫磷复合型人工骨的制备及其应用，属于用于骨缺损填充和替代的人工骨修复材料的制备及应用的技术领域，以磷酸三钙、半水硫酸钙和磷酸二氢钙为原料，纯化水或生理盐水为固化剂，通过调节原料的配比和固化剂的用量，可以制备出孔隙率和降解速度可控的人工骨产品，解决传统人工骨在骨缺损填充和修复过程中降解速度和新骨生成速度不匹配的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硫磷复合型人工骨的制备及其应用，属于用于骨缺损填充和替代的人工骨修复材料的制备及应用的

技术介绍
临床上，各种原因引起的骨缺损修复通常采用骨移植术治疗。骨移植是目前仅次于输血的最为常见的组织移植手术。据统计数据表明，70%骨断裂造成的骨不连和骨缺损、 10%的全腕断裂、15%的骨关节返修、85%的脊椎融合、15%的颈骨面骨颌骨修复及85%的拔牙创都要使用骨移植材料。因此，骨移植材料有着广阔的市场前景和良好的上升空间。目前临床上使用的骨移植材料主要有自体骨、异体骨以及人工骨修复材料，它们虽然能在一定程度上满足临床的需要，但其本身均存在着一些缺点和不足。自体骨目前被认为是骨替代物的“金标准”，然而，由于自体骨的来源有限，取骨处疼痛、不稳、微骨折、以及可能发生感染等并发症限制了自体骨的应用。而对于同种异体骨和异种异体骨而言，又有免疫反应和携带疾病的风险。因此研制理想的人工骨修复材料成为骨科努力探索的课题之一 O由于人工合成的无机骨修复材料具有来源丰富、储存使用方便、良好的生物相容性和避免传播疾病的优点，因此近年来在这方面的研究日渐增多，特别是各种磷酸钙和硫酸钙材料制备的人工骨成为研究热点。硫酸钙作为一种骨修复材料虽然在临床上得到了广泛的应用，但是它的缺点仍然不容忽视，吸收较快、支撑强度低，与骨生长不同步使其不利于大块骨缺损的修复。磷酸钙作为一种骨修复材料，与骨组织的矿物相组成和性质最为接近，在临床上也应用了很多年。但磷酸钙人工骨仍有一定的缺陷，主要问题表现在磷酸钙在体内的降解吸收速度较慢，不利于新骨长入。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种硫磷复合型人工骨的制备及其应用，以解决传统人工骨在骨缺损填充和修复过程中降解速度和新骨生成速度不匹配的问题。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种硫磷复合型人工骨的制备，包括如下步骤 (I)配料包括固液比为(3. Γ4. 2) g:1ml的固体配料和液体配料；其中，固体配料由磷酸三钙(Ca3 (P04)2)、半水硫酸钙(CaSO4 · 1/2H20)和磷酸二氢钙(Ca (H2PO4)2 -H2O)组成，磷酸三钙占固体配料总体质量的(15 53) %，半水硫酸钙占固体配料总体质量的(16 80) %，磷酸二氢钙占固体配料总体质量的(5 31) % ；液体配料为纯化水或生理盐水；(2)根据(I)配料要求把所配的磷酸三钙、磷酸二氢钙和半水硫酸钙装入混料机内混合搅拌均匀后倒入捏合机内，加入液体配料，充分捏合搅拌均匀形成混合料；(3)成型干燥将(2)中的混合料置入模板或压片器具内进行挤压成型；将成型后的硫磷复合型人工骨放入恒温箱内进行干燥，干燥温度为6(T90°C，干燥时间为12 24h。作为上述方案的进一步设置，固体配料中磷酸三钙占固体配料总体质量的 (17 25) %，半水硫酸钙占固体配料总体质量的(62 78) %，磷酸二氢钙占固体配料总体质量的(5 7) %。所述磷酸三钙颗粒粒径为(100^600) μ m的磷酸三钙。所述半水硫酸钙为颗粒粒径小于100 μ m的半水硫酸钙。所述磷酸二氢钙为颗粒粒径为(5(Γ300) μ m的磷酸二氢钙。所述磷酸三钙与磷酸二氢钙之间的质量比> 1.25。本专利技术的硫磷复合型人工骨可用于骨缺损填充和修复。本专利技术的硫磷复合型人工骨可以单独使用，或和患者手术部位的骨髓、碎骨或血液混合后使用。本专利技术将半水硫酸钙和磷酸钙盐复合，利用半水硫酸钙和磷酸钙在体内降解速度的差异性，在骨缺损填充部位形成由外向内渐进式的梯度微孔结构，这为血管长入、内源性生长因子的选择性吸附和成骨细胞生长提供了良好的支架，利于新骨组织爬行替代，加速骨缺损的修复。本专利技术将固体配料混合均匀后加入液体配料进行成型和固化反应。通过此方法制备的硫磷复合型人工骨，其化学组分含量为，磷酸三钙(O. 2 49)%，磷酸氢钙(1(Γ72)%，二水硫酸钙(15 81) %。本专利技术硫磷复合型人工骨在制备过程中发生的固化反应能使材料变得多孔和定型的形状。其中固体配料中半水硫酸钙和水可以反应生成二水硫酸钙，其反应式为 2CaS04 · 1/2H20+3H20 — 2CaS04 · 2H20。固体配料中的磷酸三钙和磷酸二氢钙可以反应生成磷酸氢钙，其反应式为Ca (H2PO4) 2 · H2CHCa3 (PO4) 2+7H20 — 4 [CaHPO4 · 2H20]。当含有硫酸钙、磷酸钙和磷酸氢钙的硫磷复合型人工骨植入体内时，硫酸钙会比磷酸钙更快被吸收，硫酸钙在早期降解吸收后会在复合人工骨中留下孔隙，为新骨的生长提供了良好条件。本专利技术可以通过改变磷酸三钙、磷酸二氢钙和半水硫酸钙的比例来调整硫磷复合型人工骨的组分要求。本专利技术可以通过改变液体配料固液比例来调整硫磷复合型人工骨的孔隙率(25 75%)。本专利技术可以改变硫磷复合型人工骨中硫酸钙和磷酸钙盐的比例来调控硫磷复合型人工骨的体外降解速度(2(Γ60天)。本专利技术可以改变硫磷复合型人工骨的孔隙率来调控硫磷复合型人工骨的体外降 解速度(2(Γ60天)。总之，本专利技术一种硫磷复合型人工骨的制备，以磷酸三钙、半水硫酸钙和磷酸二氢钙为原料，以纯化水或生理盐水为固化剂，通过调节原料的配比和固化剂的用量，可以制备出孔隙率和降解速度可控的人工骨产品，解决传统人工骨在骨缺损填充和修复过程中降解速度和新骨生成速度不匹配的问题。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为本专利技术实施例中颗粒的残留率(Wr/X)表征其降解速度的图示。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于这几种。实施例1根据硫磷复合型人工骨的化学组分要求，分别称取一定量的半水硫酸钙、磷酸三钙、磷酸二氢钙组成固体配料。其中，磷酸三钙占固体配料总体质量的22. 5%，且磷酸三钙颗粒粒径为(100^600) μ m ;半水硫酸钙占固体配料总体质量的70%，且半水硫酸钙颗粒粒径为(I(TlOO) μ m;磷酸二氢钙占固体配料总体质量的7. 5%，且磷酸二氢钙颗粒粒径为 (50 300) μ m。将固体配料倒入v型筒混料机内，按20r/min速率混合40min。然后将混合物料倒入捏合机内，加入130ml生理盐水，搅拌捏合120s。取出捏合料倒入橡胶模板上，用刮板将捏合料刮入模板模腔内(直径4. 8_，高3. 3_)。静置30min进行固化反应。然后放入75 °C烘箱内，干燥12h。将干燥后的颗粒挤出即制得直径4. 8mm,高3. 3mm的硫磷复合型人工骨。该人工骨中二水硫酸钙的质量百分比为71. 59%，磷酸三钙为13. 34%，磷酸氢钙为 14. 91%。实施例2根据硫磷复合型人工骨的化学组分要求，分别称取一定量的半水硫酸钙、磷酸三钙、磷酸二氢钙组成固体配料。其中，磷酸三钙占固体配料总体质量的37. 5%，且磷酸三钙颗粒粒径为(100^600) μ m ;半水硫酸钙占固体配料总体质量的50%，且半水硫酸钙颗粒粒径为(I(TlOO) μ m;磷酸二氢钙占固体配料总体质量的12. 5%，且磷酸二氢钙颗粒粒径为 (50 300) μ m。将固体配料倒入v型筒混料机内，按20r/min速率混合40min。然后将混合物料倒入捏合机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫磷复合型人工骨的制备，其特征在于包括如下步骤：（1）配料：包括固液比为（3.1~4.2）g:1ml的固体配料和液体配料；其中，固体配料由磷酸三钙、半水硫酸钙和磷酸二氢钙组成，磷酸三钙占固体配料总体质量的（15~53）%，半水硫酸钙占固体配料总体质量的（16~80）%，磷酸二氢钙占固体配料总体质量的（5~31）%；液体配料为纯化水或生理盐水；（2）根据（1）配料要求把所配的磷酸三钙、磷酸二氢钙和半水硫酸钙装入混料机内混合搅拌均匀后倒入捏合机内，加入液体配料，充分捏合搅拌均匀形成混合料；（3）成型干燥：将（2）中的混合料置入模板或压片器具内进行挤压成型；将成型后的硫磷复合型人工骨放入恒温箱内进行干燥，干燥温度为60~90℃，干燥时间为12~24h。

【技术特征摘要】
1.一种硫磷复合型人工骨的制备，其特征在于包括如下步骤(1)配料包括固液比为(3.Γ4. 2) g:lml的固体配料和液体配料；其中，固体配料由磷酸三钙、半水硫酸钙和磷酸二氢钙组成，磷酸三钙占固体配料总体质量的(15^53 ) %，半水硫酸钙占固体配料总体质量的(16 80 ) %，磷酸二氢钙占固体配料总体质量的(5 31)%;液体配料为纯化水或生理盐水；(2)根据(I)配料要求把所配的磷酸三钙、磷酸二氢钙和半水硫酸钙装入混料机内混合搅拌均匀后倒入捏合机内，加入液体配料，充分捏合搅拌均匀形成混合料；(3)成型干燥将(2)中的混合料置入模板或压片器具内进行挤压成型；将成型后的硫磷复合型人工骨放入恒温箱内进行干燥，干燥温度为6(T90°C，干燥时间为12 24h。2.如权利要求1所述一种硫磷复合型人工骨的制备，其特征在于所述固体配料中磷酸三钙占固体配料总体质量的(17^25 ) %，半水硫酸钙占固...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向军，常婷，朱颖，陈静，杜瑞林，胡誉怀，
申请(专利权)人：浙江海圣医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：