本发明专利技术提供了一种新型纳米骨修复材料，含有下列组分：半水硫酸钙１００份；纳米羟基磷灰１０份～４０份；促凝剂０～３份，上述的骨修复材料还含有０～３．５份的甘露醇；也可以含有３０份～７０份的固化液。本发明专利技术还提供了这种骨修复材料的制备方法。本发明专利技术提供的这种可注射可吸收的骨修复材料生物相容性好，具有较高的压缩强度，骨引导性好，在体内可降解可吸收，其降解速度和成骨速度相匹配。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其涉及一种由医用半水硫酸钙与纳米级羟基磷灰石等复合而成的骨修复材料及其制备方法，属于医用材料领域。
技术介绍
近年来，骨组织工程学的发展为临床上各种原因的骨缺损，特别是长管状骨大段缺损的治疗带来了希望。广义的组织工程学研究包括三个方面的内容①种子细胞(干细胞)的选择和诱导；②细胞支架材料的研发；③组织工程化骨的构建。干细胞方面，目前已公认骨髓基质干细胞(BMSCs)、成纤维细胞、胚胎干细胞等都具有成骨定向分化能力，然而迄今为止人们对于干细胞的大量获取、培养、移植和分化调控等重要环节尚无法进行有效的控制。因而现阶段还无法成功地构建一种具有较高成骨能力和血管诱导良好的组织工程骨。而在支架/人工骨研究方面，由于众多新材料的出现，使得支架材料先于干细胞而独立应用临床变为可能。近年已有多种人工骨制品进入市场，对缓解自体骨、异体骨或异种骨来源紧张起到了一定作用。目前已被研究的人工骨材料种类繁多，主要集中于两类一类是以硫酸钙、碳酸钙、磷酸钙及羟基磷灰石为代表的无机盐；另一类是以壳聚糖(几丁糖)、a-2聚酯类有机高分子材料(PLA、PGA、POE、PCL等)为代表的生物陶瓷。理想的基质材料应具备以下特性①良好的生物相容性及生物降解性；②骨传导及诱导活性；③满意的机械强度；④可塑型性；⑤能负载大量细胞的高渗透性；⑥支持骨细胞生长和功能分化的表面化学性质与微结构；⑦可与其他活性分子复合共同诱导骨发生⑧原料来源广泛，生产廉价；⑨容易消毒。但迄今为止尚无一种材料能够满足以上所有要求。鉴于理想的骨修复材料需具备的上述具体要求，但迄今为止尚无一种材料能够满足以上所有要求。传统的人工骨需在体外预制成一定形状后经手术植入，创伤较大。人们认识到，开发微创、高效的新方法及新材料是将来发展的方向，可注射式人工骨(injectable bone substitute，IBS)于是应运而生。IBS所用的材料广泛，从上述无机钙盐到各种聚合有机物都可用作注射，它们的共性是不需手术伤害，在体内可以迅速固化为具有多孔微结构的支架材料并发挥骨传导作用。特别是对于颅面、骨囊肿等表浅病变，IBS的优势特别明显。在适于骨修复治疗的无机物中，碳酸钙因其降解速度太快，已经被淘汰。而硫酸钙与磷酸钙近年来得到了很高的重视，其优点是(1)来源广泛，能在实验室或工厂大规模制备；(2)骨传导活性强。医用硫酸钙为半水结晶物(CaSO4·1/2H2O，CSH)，该物质无毒，异物反应小，自身虽无骨诱导活性，但在骨膜存在下有成骨效应。体外实验表明，该物质植入体内，由破骨细胞吸收而形成生物降解。3周降解50％，6周留存少许，24周完全消失；(3)具有良好的微孔性，作为支架材料可吸附干细胞、成骨细胞、生物因子或化疗药物。Bai将其与骨形态发生蛋白复合，治疗16例股骨干骨折，取得了良好效果[Bai MH，LiuXY，GE BF et al.IntSurg，1996；81(4)390～392]。Mousset研究认为，该支架材料可作为糖蛋白、氨基甙类抗生素的载体，在3周内释放药物浓度可以达到治疗水平[Mousset B，Benoit MA，Delloye C et al.IntOrthop，1995；19(3)157～161]。实验及临床测试证明，硫酸钙不干扰成骨细胞系的增殖分化，单独应用或与自体松质骨混合，形成新生骨质量与植自体髂骨相接近。美国Wright公司专利产品Osteo-set是用α结晶技术改造的手术级半水硫酸钙颗粒，其结构有利于成骨细胞附着、扩散，并能有效地阻止软组织向缺损部位生长。Osteo-set已于1996年6月获FDA及CE批准上市，在骨折修复、脊柱融合等领域获得广泛应用，证明为安全有效。在此基础上又开发出了可注射半水硫酸钙(Minimally Invasive Injectable Graft，MIIG115)，也已获准上市。该剂型使用前用水性溶剂调和成凝胶状，直接注射于缺损部，5分钟左右硬化并转变成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O，CSD)，后者经10～12周完全吸收。使用该注射剂型治疗表浅颅面骨缺损及骨囊肿，缺损修复速度明显提高。硫酸钙的缺点是质地较脆，体内机械强度欠佳。近年出现的新型强化型注射式硫酸钙，用于椎体缺损填补，强度与骨水泥接近，但它不具备生物降解及新生骨替代等一系列生物活性。硫酸钙人工骨可以与多种成骨因子复合，提高成骨能力。目前主要的市售制剂是含脱钙骨基质(DBM)的Osteo-set颗粒，Urban等曾以此成功修复犬的大段肱骨缺损，新生骨小梁的面积、强度符合要求[Urban RM，Turner TM，Hall DJ et al.Orthopedics，2003；26(5)581～584]。相应的临床试验也已展开，但复合DBM的硫酸钙用于人体，其免疫原性及潜在的传播疾病危险性也有一些争议。混合IBS的机械强度和人体松质骨相当，适合于椎体、囊性空洞等部位的治疗。混合型人工骨的强度主要取决于三个因素溶剂-粉末(L/P)比例、羟基磷灰石理化性质和羟基磷灰石的含量。低L/P比有助于提高固化后的机械强度，但会降低整体注射性能。HA的形貌和粒径影响强度。硫酸钙/羟基磷灰石混合IBS的研究一直是近年来的热点。人体骨组织的主要成分是纳米级的羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)，其化学式是Ca10(P04)6(OH)2。本专利技术的立足点就是将医用硫酸钙与纳米级的羟基磷灰石复合，再加入其他组分或者调整配比来改变凝固时间和压缩强度，制成了效果比较理想的可注射可吸收的复合骨修复材料。
技术实现思路
本专利技术提供了，这种骨修复材料生物相容性好，具有较高的压缩强度，骨引导性好，在体内可降解可吸收，其降解速度和成骨速度相匹配。本专利技术提供了一种新型纳米骨修复材料，其含有下列组分半水硫酸钙100份纳米羟基磷灰石10份～40份促凝剂0～3份进一步的，本专利技术提供的新型纳米骨修复材料，其含有下列组分半水硫酸钙100份纳米羟基磷灰石20～30份促凝剂1～2份进一步的，本专利技术提供的新型纳米骨修复材料，还含有0～3.5份甘露醇，当上述的可注射可吸收的骨修复材料中含有甘露醇时，所述的骨修复材料为疏松的多孔性骨材料，孔隙率在30～70％之间。这是因为甘露醇在体内可以逐渐溶解，并且其溶解的速度比骨材料的吸收速度快，所以原来甘露醇所在的部位就成为孔隙，调整骨材料中甘露醇的含量，就可以得到不同空隙率的骨材料。更进一步，本专利技术所提供的新型纳米骨修复材料，还含有30份～70份的固化液。上述的新型纳米骨修复材料中的促凝剂为二水硫酸钙，还可以是硫酸钾、硫酸铵或氯化钠等。上述的新型纳米骨修复材料中的固化液为PH值为7.35～7.45的缓冲液，可以是磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液，也可以是柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，也可以是磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，还可以是上面几种缓冲液的混合溶液。骨修复材料中含有这种缓冲溶液的作用在于使得材料的初凝和终凝时间间隔缩短并可以提高骨材料硬化后的强度，要调节固化液的PH值为7.35～7.45是因为人体体液的PH值范围介于7.35～7.45之间，使其与人体的PH值范围相符。上述的新型纳米骨修复材料中所用的半水硫酸钙为sigma公司生产的，纯度为98％。通过透射本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型纳米骨修复材料，其特征在于含有下列组分：半水硫酸钙１００份纳米羟基磷灰石１０份～４０份促凝剂０～３份。
【技术特征摘要】
1.一种新型纳米骨修复材料，其特征在于含有下列组分半水硫酸钙 100份纳米羟基磷灰石 10份～40份促凝剂 0～3份。2.根据权利要求1所述的新型纳米骨修复材料，其特征在于含有下列组分半水硫酸钙100份纳米羟基磷灰石20～30份促凝剂1～2份。3.根据权利要求1所述的新型纳米骨修复材料，其特征在于还含有0～3.5份的甘露醇。4.根据权利要求1所述的新型纳米骨修复材料，其特征在于还含有30份～70份的固化液。5.根据权利要求4所述的新型纳米骨修复材料，其特征在于所述的固化液可以是磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，还可以是上面几种缓冲液的混合溶液。6.根据权利要求1～4所述的新型纳米骨修复材...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪世龙，孙晓宇，葛亮，张蕤，杨四川，苟三怀，姚思德，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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