骨修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种骨修复材料及其制备方法。该骨修复材料为多孔结构，且其包括锶、羟基磷灰石、β‑磷酸三钙和胶原。多孔结构利于骨细胞的增殖、分化。同时包括羟基磷灰石和β‑磷酸三钙，克服了羟基磷灰石过于稳定、β‑磷酸三钙降解过快的缺点，平衡了材料的降解速度，使其更适宜匹配人体骨骼修复速度。胶原能促进细胞迁移、黏附、分化和调节细胞生长。锶能增强成骨细胞的活性，抑制破骨细胞的活性。总之，本发明专利技术提供的骨修复材料兼具了以上各种优点，能够匹配人体骨骼的修复速度，满足人体骨缺损处的骨修复需求。

Bone repairing material and preparation method thereof

The invention provides a bone repair material and a preparation method thereof. The bone repair material for porous structure, and comprises strontium hydroxyapatite and beta tricalcium phosphate and collagen. The porous structure is beneficial to the proliferation and differentiation of bone cells. At the same time, including hydroxyapatite and beta tricalcium phosphate, hydroxyapatite has overcome too stable, beta tricalcium phosphate excessive degradation shortcomings, degradation rate of material balance, making it more suitable for human body, bone repair rate. Collagen can promote cell migration, adhesion, differentiation and regulation of cell growth. Strontium can enhance the activity of osteoblasts and inhibit the activity of osteoclasts. In a word, the bone repairing material provided by the invention has both advantages above, and can match the repair speed of the human skeleton to meet the needs of bone repair in the bone defect of the human body.

【技术实现步骤摘要】
骨修复材料及其制备方法
本专利技术涉及生物材料
，具体而言，涉及一种骨修复材料及其制备方法。
技术介绍
我国正步入老龄化社会，增龄性改变和伴随发生的疾病将导致大量的骨缺损重建需求，传统的植骨支架材料包括异种骨、同种异体骨、合成材料等，以上材料都存在一定的局限性：同种异体骨来源有限；异种骨存在来源和价格问题，同时有传播疾病，引起宿主免疫排斥反应等风险；合成材料的孔隙率、孔隙交通、孔径大小等方面与人体松质骨不同，对细胞的黏附与增殖不利，较难促进成骨细胞的分化成熟。羟基磷灰石(HA)是煅烧骨的主要成分，也是人体骨组织中无机质的主要成分，与人体组织有良好的生物相容性，但HA在体内降解较慢，骨组织在短期内不易生成。β-磷酸三钙(β-TCP)不但具有良好的生物相容性，而且具有良好的生物降解性，其降解产物Ca2+、PO43-等离子可进入活体体液，为新骨的形成提供丰富的Ca、P等有益元素，促使新骨的形成，但β-TCP在体内的降解速度稍快，与新骨生长速度不匹配。此外，现有的骨修复材料大多对人体骨缺损处的骨修复的促进作用较小。因此，需要对用于骨修复材料进行进一步研究，以满足人体骨缺损处的骨修复需要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种骨修复材料及其制备方法，以解决现有技术中骨修复材料不满足人体骨缺损处的骨修复需求问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种骨修复材料，其为多孔结构，且骨修复材料包括锶、羟基磷灰石、β-磷酸三钙和胶原。进一步地，胶原为I型胶原蛋白。进一步地，胶原为采用交联剂交联后的I型胶原蛋白。进一步地，交联剂为谷氨酰胺转氨酶和/或京尼平。进一步地，羟基磷灰石和β-磷酸三钙的重量比为40～80:20～60；优选地，锶的含量为相对于羟基磷灰石和β-磷酸三钙总重量的0.1～1％；优选地，胶原的含量为相对于羟基磷灰石和β-磷酸三钙总重量的5～25％。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种骨修复材料的制备方法，其包括以下步骤：取哺乳动物的松质骨依次进行水煮、磷酸溶液浸泡、蒸煮、干燥，得到预处理松质骨；将预处理松质骨、磷酸锶置于磷酸氢钠溶液或者磷酸氢二钠溶液中进行改性处理，得到改性松质骨；将改性松质骨煅烧，得到掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料；以及将掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料与胶原溶液的混合物进行pH调节后，进行第一次冰浴处理，然后干燥，得到骨修复材料。进一步地，进行第一次冰浴处理的步骤之后以及干燥之前，还包括向第一次冰浴处理后的混合物中加入交联剂的步骤；优选交联剂的用量为胶原溶液中胶原的0.001～0.1％。进一步地，改性处理的步骤中，磷酸氢钠溶液的质量浓度为0.5～2.5％，磷酸氢二钠溶液的质量浓度为0.5～2.5％，处理时间为1.5～2.5h。进一步地，得到掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料与胶原溶液的混合物的步骤包括：将胶原与乙酸水溶液混合，得到胶原溶液；将掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料与胶原溶液混合，得到混合物。进一步地，，加入交联剂的步骤之后，还包括进行第二次冰浴处理的步骤；优选地，将混合物进行pH调节的步骤中，调解pH值至7～8；优选地，第一次冰浴处理中，搅拌速度为500～5000r/min，处理时间为1～2h；优选地，第二次冰浴处理中，搅拌速度为500～5000r/min，处理时间为1～2h；优选地，进行第二次冰浴处理的步骤之后及干燥之前，在15～25℃温度下静置3～5小时。应用本专利技术的技术方案，骨修复材料为多孔结构，且骨修复材料包括锶、羟基磷灰石、β-磷酸三钙和胶原。多孔结构利于骨细胞的增殖、分化。同时包括羟基磷灰石和β-磷酸三钙，克服了羟基磷灰石过于稳定、β-磷酸三钙降解过快的缺点，平衡了材料的降解速度，使其更适宜匹配人体骨骼修复速度。胶原具有许多优点：无毒，低抗原性，良好的生物相容性、生物可降解性和生物可吸收性，能促进细胞迁移、黏附、分化和调节细胞生长。锶是骨骼的重要组成部分，是生物体内的一种重要微量元素，其在元素周期表中与钙同族，化学结构和极性与钙相似。人体中大约含有320mg的锶，其中99％存在于骨中，研究表明，锶能增强成骨细胞的活性，抑制破骨细胞的活性。总之，本专利技术提供的骨修复材料兼具了以上各种优点，能够匹配人体骨骼的修复速度，满足人体骨缺损处的骨修复需求。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例1中的掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料的扫描电镜图；以及图2示出了根据本专利技术的一种实施例1中的骨修复材料的扫描电镜图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。正如
技术介绍
部分所描述的，现有的骨修复材料不满足人体骨缺损处的骨修复需求。为了解决这一问题，本专利技术提供了一种骨修复材料，其为多孔结构，且骨修复材料包括锶、羟基磷灰石、β-磷酸三钙和胶原。多孔结构利于骨细胞的增殖、分化。同时包括羟基磷灰石和β-磷酸三钙，克服了羟基磷灰石过于稳定、β-磷酸三钙降解过快的缺点，平衡了材料的降解速度，使其更适宜匹配人体骨骼修复速度。胶原具有许多优点：无毒，低抗原性，良好的生物相容性、生物可降解性和生物可吸收性，能促进细胞迁移、黏附、分化和调节细胞生长。锶是骨骼的重要组成部分，是生物体内的一种重要微量元素，其在元素周期表中与钙同族，化学结构和极性与钙相似。人体中大约含有320mg的锶，其中99％存在于骨中，研究表明，锶能增强成骨细胞的活性，抑制破骨细胞的活性。总之，本专利技术提供的骨修复材料兼具了以上各种优点，能够匹配人体骨骼的修复速度，满足人体骨缺损处的骨修复需求。需说明的是，上述骨修复材料中，锶是以各种形式的化合物或络合物存在，比如锶盐、氧化物等形式。在一种优选的实施方式中，胶原为I型胶原蛋白。I型胶原蛋白具有更高的生物相容性，作为骨修复材料中的胶原，能够进一步促进人体骨骼的修复。在一种优选的实施方式中，胶原为采用交联剂交联后的I型胶原蛋白。未经交联的I型胶原蛋白为线性结构，将其交联后，能够显著提高其稳定性，不易溶解分散，更方便应用。上述交联剂可以采用本领域常用的胶原蛋白的交联剂，比如戊二醛、己异二氰酸酯、碳化二亚胺、叠氮二苯基磷等。在一种优选的实施方式中，交联剂为谷氨酰胺转氨酶和/或京尼平。谷氨酰胺转氨酶和/或京尼平作为胶原蛋白交联剂，除了具有较好的交联性能，能够提高胶原蛋白的稳定性之外，同时具有更好的生物特性，应用在骨修复材料中更为适宜。尤其是谷氨酰胺转氨酶，更适宜作为上述交联剂。在一种优选的实施方式中，羟基磷灰石和β-磷酸三钙的重量比为40～80:20～60；优选地，锶的含量为相对于羟基磷灰石和β-磷酸三钙总重量的0.1～1％；优选地，胶原的含量为相对于羟基磷灰石和β-磷酸三钙总重量的5～25％。将各成分之间的用量关系控制在上述范围内，骨修复材料各方面的性能更加平衡，各成分之间能够发挥进一步地正向协同效应，对于人体骨骼的修复具有更佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种骨修复材料，其特征在于，所述骨修复材料为多孔结构，且所述骨修复材料包括锶、羟基磷灰石、β‑磷酸三钙和胶原。

【技术特征摘要】
1.一种骨修复材料，其特征在于，所述骨修复材料为多孔结构，且所述骨修复材料包括锶、羟基磷灰石、β-磷酸三钙和胶原。2.根据权利要求1所述的骨修复材料，其特征在于，所述胶原为I型胶原蛋白。3.根据权利要求1所述的骨修复材料，其特征在于，所述胶原为采用交联剂交联后的I型胶原蛋白。4.根据权利要求3所述的骨修复材料，其特征在于，所述交联剂为谷氨酰胺转氨酶和/或京尼平。5.根据权利要求1至4中任一项所述的骨修复材料，其特征在于，所述羟基磷灰石和所述β-磷酸三钙的重量比为40～80:20～60；优选地，所述锶的含量为相对于所述羟基磷灰石和所述β-磷酸三钙总重量的0.1～1％；优选地，所述胶原的含量为相对于所述羟基磷灰石和所述β-磷酸三钙总重量的5～25％。6.一种权利要求1至5中任一项所述的骨修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取哺乳动物的松质骨依次进行水煮、磷酸溶液浸泡、蒸煮、干燥，得到预处理松质骨；将所述预处理松质骨、磷酸锶置于磷酸氢钠溶液或者磷酸氢二钠溶液中进行改性处理，得到改性松质骨；将所述改性松质骨煅烧，得到掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料；以及将所述掺锶-羟基磷灰石-β-磷酸三钙复合材料与胶原溶液的混合物进行pH调节后，进行第一次冰浴处理，然后干燥，得到所述骨修复材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，
申请(专利权)人：北京爱康宜诚医疗器材有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11