【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用材料，具体涉及一种丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、磷酸镁骨水泥主要由氧化镁和磷酸盐组成，具有凝固快、初始强度高、可生物降解等特点，同时能促进骨再生，是目前最有前景的骨修复材料之一。磷酸镁骨水泥是以酸碱中和反应为基础的水化反应，反应体系中过量氧化镁溶解会增加溶液中oh-的量，最终导致溶液呈碱性，而这种环境并不利于细胞的生长。磷酸镁骨水泥固化后虽具有较强的抗压强度，但相比人类皮质骨的抗压强度，其仍需进一步改善。另外，传统磷酸镁骨水泥孔隙率低，不利于营养物质交换及血管长入。鉴于此，需要寻找一种能够改善磷酸镁骨水泥抗压强度、削弱碱性环境及提高其孔隙率的技术，最终促进新骨再生达到修复骨缺损的目的。
2、以模拟天然骨组织为导向制备具有仿生结构的骨修复支架是设计骨生物材料的重要策略。天然骨组织含有约35％的有机纤维成分及65％的无机矿物质。作为无机骨修复材料的磷酸镁骨水泥可以与其它有机生物材料结合来模拟骨成分，有机物质的掺入亦可增强磷酸镁骨水泥生物活性，从而进一步提高其骨再生能力。近年来，丝素纤维蛋白因其独特的机械性能、可调节地生物降解特性以及促进间充质干细胞成骨分化的能力，使其成为骨组织工程的理想材料。丝素可被加工成各种支架形式，比如纳米纤维形态的丝素纤维，具有高比表面积、良好的生物相容性和成骨诱导能力，与骨组织中i型胶原的结构相比，两者都有类似的分级原纤维结构，且丝素纳米纤维在保留强度的同时具有较大的孔隙，有利于细胞黏附和增殖，从而加速骨修复。丝素蛋白还因其可控降解
3、中国专利技术专利cn102552985a公开了一种丝素蛋白/磷酸钙骨水泥基多孔复合材料及其制备方法，该专利技术所得到的复合材料虽然具有多孔结构，但所用丝素蛋白为颗粒结构，不具仿生结构，所得复合材料压缩强度亦较小，并不利于骨缺损修复。中国专利技术专利cn106620840a公开了一种丝素蛋白改性的骨水泥多孔支架及制备和应用，该专利技术所得复合材料中丝素蛋白作为表面改性剂来提高材料生物相容性，其多孔结构是致孔剂盐粒所致，且孔径较小，并不利于新骨及血管长入。中国专利技术专利cn115634320a公开了一种喷纺可吸收纤维增强可注射磷酸钙骨水泥及其制备方法和应用，该专利技术采用溶液喷气纺丝技术构建纳米纤维，所得复合材料随纤维降解产生多孔结构，然而该复合物中纤维含量不超过15％，难以实现骨成分仿生。
技术实现思路
1、针对现有的骨水泥基多孔复合材料压缩强度低、不利于新骨及血管长入等问题，本专利技术提供一种丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料及其制备方法和应用，该复合材料固化后得到的骨修复支架具有较低的ph、较高的压缩强度，且具有分级多孔结构、生物活性高。
2、本专利技术提供技术方案具体如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，按重量百分比计，包括：氧化镁粉10％～64％，磷酸二氢钾粉35％～80％，丝素纳米纤维粉1％～55％。
4、在本专利技术提供的一些实施方式中，所述丝素纳米纤维粉为纵横交错的丝素纳米纤维的粉碎物。
5、在本专利技术提供的一些实施方式中，所述丝素纳米纤维粉的直径呈正态分布型分布在350～850nm之间。
6、在本专利技术提供的一些实施方式中，丝素纳米纤维粉在丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料中的占比为15％～40％。优选的，丝素纳米纤维粉在丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料中的占比为25％～35％，更优选的，占比为35％。
7、在本专利技术提供的一些实施方式中，所述丝素纳米纤维粉的长度为0.5～3.5mm。
8、在本专利技术提供的一些实施方式中，所述丝素纳米纤维粉通过如下方式制备而成：将静电纺丝成的丝素纳米纤维用液氮冷冻后立刻研磨，得到丝素纳米纤维粉。
9、在本专利技术提供的一些实施方式中，所述氧化镁粉和所述磷酸二氢钾粉的粒径均小于200目网孔；所述氧化镁粉为煅烧氧化镁。
10、第二方面，本专利技术提供一种制备丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料的方法，包括：
11、将丝素蛋白溶液静电纺丝，得到丝素纳米纤维；
12、将静电纺丝成的丝素纳米纤维用液氮冷冻后立刻研磨，过筛，所得筛下物即丝素纳米纤维粉；
13、按所占重量百分比计，将氧化镁粉10％～64％、磷酸二氢钾粉35％～80％、丝素纳米纤维粉1％～55％混合均匀，即得丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料。
14、第三方面，本专利技术提供一种骨修复支架的制备方法，包括：
15、将上述丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料与水按固液比0.5～2.5g:1ml混合均匀，获得浆料；
16、将浆料注入模具，在温度为20～50℃、湿度≥95％的条件下固化2小时以上，得骨修复支架。
17、在本专利技术提供的一些实施方式中，所述制备方法还包括：浆料中还含有生物活性因子。
18、第四方面，本专利技术提供一种骨修复支架，由上述骨修复支架的制备方法制备而成。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
20、1)本专利技术制备的丝素纳米纤维粉末加入磷酸镁基骨水泥体系后，可有效阻止骨水泥体系中原有裂纹的扩展，延缓裂纹的出现。另外，骨水泥体系内分布的纤维改变了骨水泥内部结构，减少了硬化过程中的内部缺陷，可与骨水泥体系共同承受载荷，从而使磷酸镁基骨水泥复合材料的抗压强度得到提高。
21、2)丝素纳米纤维掺入后由于粒径分级自主装的作用导致骨水泥出现分级多孔结构，这有利于骨再生过程中营养物质、矿物质、细胞、新生骨组织及血管在材料中的浸润和长入。
22、3)磷酸镁基骨水泥掺入电纺丝素纳米纤维，丝素在降解过程中呈酸性，中和磷酸镁基骨水泥的碱性环境，使电纺丝素纳米纤维改性的磷酸镁骨水泥复合材料ph值更适合人体环境，有助于提高磷酸镁基骨水泥的生物活性。
23、4)磷酸镁基骨水泥和丝素均有促进成骨作用，两者混合后有助于提高材料的成骨活性。
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1.一种丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：按重量百分比计，包括：氧化镁粉10％～64％，磷酸二氢钾粉35％～80％，丝素纳米纤维粉1％～55％。
2.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：所述丝素纳米纤维粉为纵横交错的丝素纳米纤维的粉碎物。
3.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：所述丝素纳米纤维粉的直径呈正态分布型分布在350～850nm之间。
4.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：丝素纳米纤维粉在丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料中的占比为15％～40％。
5.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：所述丝素纳米纤维粉的长度为0.5～3.5mm。
6.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：所述丝素纳米纤维粉通过如下方式制备而成：
7.一种制备丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料的方法，其特征在于，包括：
8.一种骨
9.根据权利要求8所述的骨修复支架的制备方法，其特征在于：所述浆料中还添加有生物活性因子。
10.一种骨修复支架，其特征在于：由权利要求8或9所述的骨修复支架的制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：按重量百分比计，包括：氧化镁粉10％～64％，磷酸二氢钾粉35％～80％，丝素纳米纤维粉1％～55％。
2.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：所述丝素纳米纤维粉为纵横交错的丝素纳米纤维的粉碎物。
3.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：所述丝素纳米纤维粉的直径呈正态分布型分布在350～850nm之间。
4.根据权利要求1所述的丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料，其特征在于：丝素纳米纤维粉在丝素纳米纤维改性磷酸镁骨水泥复合材料中的占比为15％～40％...
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