【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及骨科支架的，尤其涉及一种具有压电效应的可降解骨支架及其制备方法。
技术介绍
1、因创伤、肿瘤、感染和发育异常造成的大段骨缺损修复重建一直是临床医学领域面临的难题，人工骨支架是修复骨缺损和重建骨功能的重要手段。理想的人工骨支架不仅需要具有良好的生物相容性、连通的三维孔隙结构、合适的力学性能和安全的生物降解性能，而且应能仿生骨组织细胞所处的物理微环境，尤其电微环境能够显著加速骨重建。由于压电材料在骨组织的力学刺激下可以自发产生电信号，因此在新型可降解骨支架的研究中备受关注。研究表明，合适的压电信号能够提高碱性磷酸酶的表达，加强钙磷矿物向受损骨组织部位定向沉积，促进骨质钙化，从而加速骨组织再生修复。
2、目前，具有压电效应的骨组织支架主要包含三类：压电陶瓷骨支架、压电聚合物骨支架和压电聚合物-陶瓷复合骨支架。
3、具有良好生物相容性和可降解性的生物陶瓷(磷酸钙、硅酸钙等)具有极低的压电效应，因此，骨科领域应用的压电陶瓷以batio3、knn(铌酸钾钠)和lknn(铌酸锂钾钠)等为主，具有很高的压电系数，能够为骨组织提供充足的电刺激，但是压电陶瓷很难直接应用于大段骨修复重建。一方面，由于陶瓷材料固有的脆性特征，在体内应力和体液微环境的作用下容易发生腐蚀和脆性断裂。另一方面，压电陶瓷材料普遍具有重金属离子，在体内环境下很难完全降解，且重金属离子的缓慢释放存在潜在毒性风险。
4、具有生物相容性且可降解的压电聚合物种类很少，如plla(聚乳酸)材料，但plla材料只有充分极化才能对骨组织提供足
5、研究人员试图通过压电陶瓷颗粒和可降解聚合物混合的方式制备压电聚合物-陶瓷复合骨支架，以期发挥压电陶瓷的高压电性能和聚合物的良好力学性能。尽管压电陶瓷在骨支架中的占比减少，潜在毒性降低，但聚合物降解后压电陶瓷颗粒分散在组织中，仍存在长期毒性风险，且仍未解决压电聚合物的降解酸性问题。总体来讲，新型可降解压电骨支架还存在系统性问题：降解毒性、降解酸性、压电性能和力学性能不足。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种具有压电效应的可降解骨支架及其制备方法，避免压电陶瓷的使用，可以提高可降解骨支架的压电性能、力学强度，降低其降解毒性，而且减小其降解对体内局部微环境的影响。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，包括：
3、(1)制备生物陶瓷支架：所述生物陶瓷支架具有第一流道、第二流道和互相连通的微观孔隙结构，所述第一流道和所述第二流道通过所述微观孔隙结构相互连通；
4、(2)将可生物降解压电聚合物填充于所述生物陶瓷支架的第一流道中；
5、(3)对第二流道进行负压处理，使预设量可生物降解压电聚合物流体在第一流道内具有定向排列的分子链结构，其余部分渗入微观孔隙结构中，与所述生物陶瓷支架形成互穿复合结构；
6、(4)进行固化，得到具有压电效应的可降解骨支架。
7、作为上述方案的改进，所述可生物降解压电聚合物在第一流道和微观孔隙结构中的质量比为1：5～10：1。
8、作为上述方案的改进，所述第一流道的直径为0.08mm-1.0mm；
9、所述微观孔隙结构的平均孔径为0.05μm-50.0μm。
10、作为上述方案的改进，所述第二流道的直径为0.4mm-3.0mm。
11、作为上述方案的改进，所述可降解骨支架的孔隙率为20％～60％。
12、作为上述方案的改进，进行所述负压处理时控制压力为-1×10-5pa～-10pa，并保持1min～120min。
13、作为上述方案的改进，所述生物陶瓷为磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸镁、硅酸镁、硅酸钙、骨科骨水泥的一种或多种的混合物。
14、作为上述方案的改进，所述可生物降解压电聚合物为二苯丙氨酸、鱼鳔蛋白、胶原、纤维素、丝素蛋白、壳聚糖、甘氨酸、聚-γ-benzyl-l-谷氨酸、左旋聚乳酸、右旋聚乳酸的一种或多种的混合物。
15、作为上述方案的改进，所述可生物降解压电聚合物以可生物降解压电聚合物流体的形式填充于所述生物陶瓷支架中，所述可生物降解压电聚合物流体包括可生物降解压电聚合物的高温熔融状态熔体、可生物降解压电聚合物溶液。
16、本专利技术第二方面还提供了一种根据所述的制备方法制备得到的可降解骨支架，所述可降解骨支架具有第一流道、第二流道和互相连通的微观孔隙结构，所述第一流道和所述第二流道通过所述微观孔隙结构相互连通。
17、实施本专利技术，具有如下有益效果：
18、(1)本专利技术中通过可生物降解压电聚合物与具有流道结构和互相连通的微观孔隙结构的生物陶瓷支架复合，使可生物降解压电聚合物在第一流道和微观孔隙结构中定向排列，使得到可降解骨支架具有良好的压电性能，解决了三维可降解压电骨支架制造的难题。
19、(2)本专利技术中在第一流道和第二流道之间设置互相连通的微观孔隙结构，利用负压使可生物降解压电聚合物在第一流道和微观孔隙结构中具有高度取向性，改善了其压电性能，避免了引入压电陶瓷带来的降解毒性问题，而微观孔隙结构的设置进一步改善了可降解骨支架的压电效应和力学性能，同时采用生物陶瓷基体，还能对可生物降解压电聚合物的降解酸性问题，起到一定程度的改善作用。
20、(3)本专利技术中使可生物降解压电聚合物与生物陶瓷支架形成互穿复合结构，对生物陶瓷支架基体起到了良好的增强作用，降低了陶瓷支架的脆性断裂风险，提高了支架的力学强度。
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1.一种具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述可生物降解压电聚合物在第一流道和微观孔隙结构中的质量比为1：5～10：1。
3.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述第一流道的直径为0.08mm-1.0mm；
4.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述第二流道的直径为0.4mm-3.0mm。
5.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述可降解骨支架的孔隙率为20％～60％。
6.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，进行所述负压处理时控制压力为-1×10-5Pa～-10Pa，并保持1min～120min。
7.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述生物陶瓷为磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸镁、硅酸镁、硅酸钙、骨科骨水泥的一种或多种的混合物。
8.如权
9.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述可生物降解压电聚合物以可生物降解压电聚合物流体的形式填充于所述生物陶瓷支架中，所述可生物降解压电聚合物流体包括可生物降解压电聚合物的高温熔融状态熔体、可生物降解压电聚合物溶液。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的可降解骨支架，其特征在于：所述可降解骨支架具有第一流道、第二流道和互相连通的微观孔隙结构，所述第一流道和所述第二流道通过所述微观孔隙结构相互连通。
...【技术特征摘要】
1.一种具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述可生物降解压电聚合物在第一流道和微观孔隙结构中的质量比为1：5～10：1。
3.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述第一流道的直径为0.08mm-1.0mm；
4.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述第二流道的直径为0.4mm-3.0mm。
5.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，所述可降解骨支架的孔隙率为20％～60％。
6.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支架的制备方法，其特征在于，进行所述负压处理时控制压力为-1×10-5pa～-10pa，并保持1min～120min。
7.如权利要求1所述的具有压电效应的可降解骨支...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，伍言龙，刘亚雄，乔健，康建峰，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：
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