可自由塑形的人工骨复合材料及其制备方法技术

本公开提供了一种可自由塑形的人工骨复合材料，其是由水溶性材料、聚合物材料、无机颗粒、生长因子和抗菌物质混合而成的组合物，聚合物材料为对二氧环己酮、己内酯中的至少一种单体与丙交酯、乙交酯中的至少一种单体所形成的共聚物，聚合物材料的平均分子量为4000Da至16000Da，在第一预定温度范围内，人工骨复合材料呈橡皮泥状，在第二预定温度范围内，人工骨复合材料具有流动性，第二预定温度大于第一预定温度。根据本公开能够提供一种可自由塑形的人工骨复合材料及其制备方法。人工骨复合材料及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
可自由塑形的人工骨复合材料及其制备方法
[0001]本申请是申请日为2020年01月20日、申请号为CN 202010065337.6、专利技术名称为可吸收的人工骨复合材料及其制备方法的专利申请的分案申请。


[0002]本公开属于生物医用复合材料领域，特别涉及一种可自由塑形的人工骨复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0003]骨缺损是一种常见疾病，例如创伤、炎症、骨病、手术等各种因素都会造成骨组织缺损。目前骨缺损修复的方法是通过人工骨材料等进行修复，这样的人工骨材料通常包含有羟基磷灰石等组成人体骨骼的主要无机成分。
[0004]现有专利文献1中提出一种可注射的人工骨混悬液及其制备方法，该人工骨注射材料由羟基磷灰石、重组人骨形态发生蛋白-2、几丁糖溶液和肝素盐水混合配制而成，形成混悬液，这种混悬液的缺点在于存储过程中，羟基磷灰石颗粒容易在液体中发生沉淀，导致羟基磷灰石分散不均。另外，现有专利文献2提出了一种胶原/羟基磷灰石复合材料人工骨，该材料在体内可降解可吸收。
[0005]然而，由于专利文献1的人工骨材料需要依靠水获得流动性，故在临床水相环境手术中注射时易被冲散，无法正常使用，而专利文献2的材料形态为块状硬质固体，无法灵活便利地自由塑性，故在手术中使用不便，且在填补骨缺损时不易填补充分且会留下大量空隙，影响骨生长。因此，目前需要一种能够塑形和注射的人工骨修复材料，以满足不同形状的填充，并且能够在临床水相环境微创手术中应用。
[0006]【现有技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]专利文献1：中国授权专利ZL02134874.X
[0009]专利文献2：中国授权专利ZL201610987810.X

技术实现思路

[0010]本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种可自由塑形的人工骨复合材料及其制备方法。
[0011]为此，本公开一方面提供了一种可自由塑形的人工骨复合材料，其是由水溶性材料、聚合物材料、无机颗粒、生长因子和抗菌物质混合而成的组合物，所述聚合物材料为选自对二氧环己酮、己内酯中的至少一种单体与丙交酯、乙交酯中的至少一种单体所形成的共聚物，所述聚合物材料的平均分子量为4000Da至16000Da，所述无机颗粒由钙磷化合物构成，并且在第一预定温度范围内，所述人工骨复合材料呈可塑形的橡皮泥状，在第二预定温度范围内，所述人工骨复合材料具有流动性，所述第二预定温度大于所述第一预定温度，当对所述人工骨复合材料施加预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的储能模量等于损耗模
量，当对所述人工骨复合材料施加的剪切应变小于所述预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的储能模量大于损耗模量，当对所述人工骨复合材料施加的剪切应变大于所述预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的损耗模量大于储能模量。
[0012]在本公开中，通过将平均分子量为4000Da至16000Da的聚合物材料、水溶性材料、生长因子和抗菌物质混合成的混合材料与由钙磷化合物构成的无机颗粒粘结成一体，形成人工骨复合材料，并且所述人工骨复合材料在第一预定温度范围内呈可塑形的橡皮泥状，在第二预定温度范围内具有流动性，因此能够对其进行自由塑形。
[0013]另外，在本公开的一方面所涉及的人工骨复合材料中，可选地，所述水溶性材料与所述聚合物材料的质量比为1︰8至1︰2。在这种情况下，能够增加所述水溶性材料、所述聚合物材料、所述生长因子和所述抗菌物质混合形成的所述混合材料的结合力，由此能够较好地将所述无机颗粒粘结，并且能够有利于所述人工骨复合材料在人体内形成人工骨多孔支架。
[0014]另外，在本公开的一方面所涉及的人工骨复合材料中，可选地，在所述无机颗粒的表面上覆盖增加所述无机颗粒与所述聚合物材料之间的结合力的粘接层。在这种情况下，能够增加所述无机颗粒与所述聚合物材料之间的结合力，由此，所述无机颗粒能够更好地被粘结成一体。
[0015]另外，在本公开的一方面所涉及的人工骨复合材料中，可选地，所述生长因子为选自胶原、骨形态发生蛋白-2、成纤维细胞生长因子-2、转化生长因子-β、胰岛素样生长因子-1和血小板衍化生长因子中的至少一种。由此，能够更好地促进骨组织的修复和再生。
[0016]另外，在本公开的一方面所涉及的人工骨复合材料中，可选地，所述抗菌物质为选自抗菌离子、磺胺类药、喹诺酮类药和硝咪唑类药中的至少一种。由此，能够减少骨缺损部位的再度感染并加速愈合。
[0017]另外，在本公开的一方面所涉及的人工骨复合材料中，可选地，所述第一预定温度的范围为25℃至40℃，所述第二预定温度的范围为40℃至60℃。在这种情况下，能够在实际临床应用环境中方便地应用人工骨复合材料。
[0018]本公开的另一方面提供了一种可自由塑形的人工骨复合材料的制备方法，其包括：
[0019]准备聚合物材料，并将聚合物材料溶解于有机溶剂，获得聚合物溶液，所述聚合物材料为选自对二氧环己酮、己内酯中的至少一种单体与丙交酯、乙交酯中的至少一种单体所形成的共聚物，所述聚合物材料的平均分子量为4000Da至16000Da；将水溶性材料的水溶液、生长因子及抗菌物质添加于所述聚合物溶液并搅拌形成混合材料溶液；在所述混合材料溶液中加入由钙磷化合物构成的无机颗粒并进行混合，获得混合物溶液；并且将所述混合物溶液烘干，并在真空中进行干燥，从而获得人工骨复合材料，其中，在第一预定温度范围内，所述人工骨复合材料呈可塑形的橡皮泥状，在第二预定温度范围内，所述人工骨复合材料具有流动性，所述第二预定温度大于所述第一预定温度，当对所述人工骨复合材料施加预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的储能模量等于损耗模量，当对所述人工骨复合材料施加的剪切应变小于所述预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的储能模量大于损耗模量，当对所述人工骨复合材料施加的剪切应变大于所述预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的损耗模量大于储能模量。
[0020]在本公开中，通过把平均分子量为4000Da至16000Da的聚合物材料、水溶性材料、无机颗粒、生长因子和抗菌物质混合成一体，形成人工骨复合材料，并且所述人工骨复合材料呈可塑形的橡皮泥状，从而能够对其进行自由塑形并且能够注射使用。
[0021]另外，在本公开的另一方面所涉及的人工骨复合材料的制备方法中，可选地，所述水溶性材料与所述聚合物材料的质量比为1︰8至1︰2。在这种情况下，能够增加所述水溶性材料、所述聚合物材料、所述生长因子和所述抗菌物质混合形成的所述混合材料的结合力，由此，能够较好地将所述无机颗粒粘结，并且能够有利于所述人工骨复合材料在人体内形成人工骨多孔支架。
[0022]另外，在本公开的另一方面所涉及的人工骨复合材料的制备方法中，可选地，所述聚合物材料在人体内的降解速率大于无机颗粒的降解速率。由此，所述人工骨复合材料能够在体内被逐步或阶梯式地吸收。
[0023]另外，在本公开的另一方面所涉及的人工骨复合材料的制备方法中，可选地，所述无机颗粒的质量分数可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自由塑形的人工骨复合材料，其特征在于，是由水溶性材料、聚合物材料、无机颗粒、生长因子和抗菌物质混合而成的组合物，其中，所述聚合物材料为选自对二氧环己酮、己内酯中的至少一种单体与丙交酯、乙交酯中的至少一种单体所形成的共聚物，所述聚合物材料的平均分子量为4000Da至16000Da，所述无机颗粒由钙磷化合物构成，并且在第一预定温度范围内，所述人工骨复合材料呈可塑形的橡皮泥状，在第二预定温度范围内，所述人工骨复合材料具有流动性，所述第二预定温度大于所述第一预定温度，当对所述人工骨复合材料施加预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的储能模量等于损耗模量，当对所述人工骨复合材料施加的剪切应变小于所述预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的储能模量大于损耗模量，当对所述人工骨复合材料施加的剪切应变大于所述预定剪切应变时，所述人工骨复合材料的损耗模量大于储能模量。2.如权利要求1所述的人工骨复合材料，其特征在于：所述水溶性材料与所述聚合物材料的质量比为1︰8至1︰2。3.如权利要求1所述的人工骨复合材料，其特征在于：在所述无机颗粒的表面上覆盖增加所述无机颗粒与所述聚合物材料之间的结合力的粘接层。4.如权利要求1所述的人工骨复合材料，其特征在于：所述生长因子为选自胶原、骨形态发生蛋白-2、成纤维细胞生长因子-2、转化生长因子-β、胰岛素样生长因子-1和血小板衍化生长因子中的至少一种。5.如权利要求1所述的人工骨复合材料，其特征在于：所述抗菌物质为选自抗菌离子、磺胺类药、喹诺酮类药和硝咪唑类药中的至少一种。6.一种可自由塑形的人工骨复合材料的制备方法，其特征在于，包括：准备聚合物材料，并将聚合物材...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杨，向冬，凡小山，赵金忠，何超斌，蒋佳，燕晓宇，王立人，朱同贺，
申请(专利权)人：上海市第六人民医院，
类型：发明
国别省市：