本发明专利技术公开了一种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料、制备方法及应用。其制备方法是将含Ca2+和Sr2+的溶液与十二烷基磺酸钠溶液混合，再将该混合溶液滴加到持续超声和搅拌处理的含SO42-的无机盐溶液中，析出掺锶二水硫酸钙微粒，经过滤、洗涤、干燥后，在150~170oC热处理后转化为掺锶α-半水硫酸钙微粒，再按固/液比0.5~2.0的比例将掺锶α-半水硫酸钙微粒与生理盐水调和形成糊状物，经水化反应并固化形成的材料。这种材料在骨损伤中持续降解并释放钙、锶和硫酸根离子，适宜于各种人体骨齿损伤修复、药物缓释等应用。本发明专利技术具有制备工艺简单、微粒形貌和尺寸容易控制、锶摻杂比例易于操控等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物医用材料，尤其是涉及一种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料、制备方法及应用。
技术介绍
由于肿瘤、创伤、感染、畸形等原因造成的骨缺损，需要对缺损的部位进行充填和再生修复，以恢复其形态和功能。虽然自体骨移植能够提供新骨生长的支架，并且含有大量具有活性的成骨细胞，从而促进骨生成(Cypher TJ, Grossman JP, J Fooot Ankle Surg. 1996; 35: 413-417)。但是在自体骨移植过程中，骨块内的成骨细胞不一定能够存活，所以临床效果不能完全有效(Sandhu HS, Grewal HS, Orthop Clin North Am. 1999; 30:685-698)。同时，自体骨移植存在骨量较少、二次创伤等缺点，临床应用受到很大限制。 有学者报道在移植部位，8-39%有并发感染、血肿、神经和尿路损伤、骨盘失稳、术后疼痛等。同种异体骨移植和异种骨移植由于受到受体免疫排斥反应的影响，生物相容性相对较差，因此使用比较局限 Gtevenson S, Horowitz Μ, J Bone Joint Surg. 1992;74:939; Asselmeier MA, et al, Am J Sports Med. 1993; 21:170)。随着生物材料科学与技术的发展，人工骨修复材料已经越来越多的应用在临床领域。目前，植入材料一般由钙磷基(如羟基磷灰石、磷酸三钙、磷酸氢钙)陶瓷和自固化材料、 硫酸钙自固化材料、钙硅基材料(如生物活性玻璃、生物活性玻璃陶瓷)等(Van der Stok J, et al, Acta Biomater. 2011; 7739-750)。与其它人工植入材料相比，硫酸钙的临床应用最为悠久，最早应用于临床的报道是1892年德国的Dreesman将其充填与空腔性骨缺损(Dreesman H, Beitr Klin Chir. 1892，804-810)。作为一种生物相容性优良的骨缺损填充修复生物材料，硫酸钙拥有较好的理化和生物学性能。譬如，在移植部位能够提供大量的钙离子，抑制了该区域破骨细胞的活性，刺激成骨细胞的增殖和分化，促进类骨基质的合成(Mailland M, et al. Endocrinology. 1997; 138: 3601)。其次，硫酸钙在人体骨骼缺损内被吸收代谢速率较快而且完全，并较少出现炎症反应(Scarano A，et al, Implant Dent. 2007; 16:195 ；Bahn SL, Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. 1966; 21: 672)。 目前硫酸钙已经应用于部分骨缺损的修复领域。虽然硫酸钙具有理想生物材料的诸多优点，但是该材料的不足是降解速度过快。 在骨缺损修复中，硫酸钙过快的被吸收和代谢，不仅造成其生物力学作用丧失，而且骨再生尚未完成，导致部分缺损孔隙仍然存在，造成不能实现缺损完全修复或者修复失败(Hing KA, et al. Spine J. 2007; 7: 475)。因此，纯的硫酸钙自固化材料因其吸收过快的问题在临床中的应用受到制约。其次，硫酸钙的生物活性效应并没有得到广泛认同，仅仅为骨缺损区域提供钙离子并不能显著促进骨再生，尤其是在骨质疏松性骨损伤等病理性骨缺损修复问题。近年来，随着省材料学、组织学以及细胞生物学等学科的发展，不少学者发现通过微量元素掺入引入到人工骨修复材料的方法可以改善材料的生物学性能。微量元素锶作为一种细胞代谢过程的调节因子，在许多生物过程，包括细胞信号传导、核酸合成、骨重建等3过程起到重要作用，并能调节骨骼内钙浓度和骨代谢，并显著降低骨质疏松病人骨折发生率的作用。体外实验也证实锶具有促进成骨细胞增殖和抑制破骨细胞活性的作用。中国专利技术专利200810301291. 2公开了一种由α -半水硫酸钙与含锶的化合物机械混合研磨而成的复合物材料，试图用于骨损伤修复应用。这种材料尽管在一定程度上改善了硫酸钙自固化材料的生物活性，但是采用机械混合形成的复合物中各组分均一性、颗粒度控制以及硫酸钙的降解性均难以达到满意的效果。根据现有专利技术、国内外文献报道来看，迫切需要探索一种能优化和改进硫酸钙自固化材料，从而扩展改善硫酸钙材料的临床应用范围和效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料、制备方法及应用；能优化和改进硫酸钙自固化材料，从而扩展改善硫酸钙材料的临床应用范围和效果。本专利技术采用的技术方案是一、一种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料它由掺锶的硫酸钙微粒经水化反应并固化而成的材料，其组分以氧化物形式表示的摩尔百分数含量为 CaO 20 30% ； SO2 30^40% ； SrO 0. Γ10% ； 其余为水；上述组分之和为100%。二、种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料的制备方法，包括以下步骤1)将含Ca2+和Sr2+的无机盐溶液与十二烷基磺酸钠溶液混合，混合溶液中Sr2+: Ca2+的摩尔比为((TlO) :30, Ca2+和十二烷基磺酸钠的浓度分别为0. 05 0. 5 mol/L和0. 02 0. 5 mol/L,再将该混合溶液滴加到持续超声和搅拌处理的含S042_的无机盐溶液中，Ca2+和Sr2+ 的总摩尔数与S042_的摩尔数之比是1:1，反应析出掺锶二水硫酸钙微粒，过滤，洗涤，干燥。2)将步骤1)制备的掺锶二水硫酸钙微粒在15(T170 0C热处理广3小时后，转化为掺锶α -半水硫酸钙微粒，再按固/液比0. 5^2. 0的比例将掺锶α -半水硫酸钙微粒与生理盐水调和形成糊状物，经水化反应后固化并形成的材料。所述的含Sr2+的无机盐是Sr (NO3)2、SrCl2, Sr (CH3COO)2中的一种或几种的任意组口 O所述的含Ca2+的无机盐是Ca(NO3)2、CaCl2, Ca(CH3COO)2以及CaO溶于水后形成 Ca(OH)2中的一种或几种的任意组合。所述的含SO/—的无机盐来源于(NH4)2SCV Na2SO4, K2SO4中的一种或几种的任意组口 O三、一种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料的应用在骨科、整形外科、颅颂面外科、脑外科或口腔科中的骨、齿损伤填充再生修复和药物缓释系统的应用。本专利技术具有的有益效果是经过简单的湿化学反应形成粒度极为细小、比表面积高的微粒，经热处理后能快速水化形成自固化材料；其次，反应溶液中的十二烷基磺酸钠能调控微粒的形态，低浓度形成片状微粒，提高十二烷基磺酸钠浓度有利于形成纤维状微粒，纤维状微粒有利于增强自固化材料的力学强度；再次，由于锶掺入到硫酸钙中部分钙离子空位，从而调节硫酸钙的生物降解速率，并在吸收过程中同步释放锶离子，能显著促进成骨相关细胞的生物活性和改善骨损伤的修复进程，极大地提高植入材料的生物学效应。此外，该掺锶硫酸钙材料的微粒是在常温下一步湿化学工艺合成，仅经历短期低热处理，不涉及高温高热反应，耗能低，制备工艺简单易行。本专利技术的含锶硫酸钙材料，在体内能持续降解并同步释放钙、锶和硫酸根离子，在骨缺损修复、组织引导再生、上颂窦提升、牙槽嵴保存、药物缓释系统等领域均可广泛应用。附图说明图1是本专利技术的掺锶硫酸钙材料X射线衍射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苟中入，张峰，汪麟，杨贤燕，陈晓怡，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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