表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨及製備方法
2023-05-31 03:42:11
專利名稱：表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種表面為β型磷酸三鈣(β-TCP)的珊瑚羥基磷灰石(CHA)人造骨及其製備方法。
背景技術：
羥基磷灰石(HA)具有優良的生物相容性和骨親和性，是目前臨床上常用的優良骨科植入材料。羥基磷灰石在人體中非常穩定，但溶解度極小，因此被人體吸收很慢。β-磷酸三鈣(β-TCP)骨植入材料同樣具有優良的生物相容性和骨親和性，但吸收太快，不適合新骨生長的需要。
如果人體對人造骨吸收的太快，會形成新的骨缺損，相反，如太慢則會延緩癒合時間。多孔HA/TCP雙相陶瓷是利用HA粉末和TCP粉末混合、經過熱處理、發泡成孔、成型得到的複合骨修復材料，它以HA為骨架，TCP降解提供鈣、磷元素，這種材料克服了HA和TCP的吸收速度分別過快和過慢的缺陷，很好地適應了新骨的自然生長。但是，這種人工發泡成孔製備的材料，難於製備成與人骨相似的孔孔相通的空間三維結構，從而使其骨傳導性受到很大的影響。
發明內容
本發明的第一個目的在於克服多孔HA/TCP雙相陶瓷的上述缺點，提供一種表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨。
本發明的第二個目的在於提供一種製備表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨的方法。
本發明的第一個目的是這樣實現的一種表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨，它由孔徑為50μm～800μm的珊瑚羥基磷灰石和厚度為1μm～200μm的β型磷酸三鈣組成，所述β型磷酸三鈣附著在珊瑚羥基磷灰石的表面。
本發明的第一個目的也可以通過這樣的技術方案實現一種表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨，它由孔徑為50μm～800μm的珊瑚羥基磷灰石和厚度為1μm～150μm的β型磷酸三鈣組成，所述β型磷酸三鈣附著在珊瑚羥基磷灰石的表面。
本發明的第二個目的是這樣實現的1.選取孔徑為50μm～800μm的珊瑚羥基磷灰石為原料；2.將上述原料浸漬在濃度為0.1mol/L～4mol/L的磷酸或磷酸鹽或它們的混合溶液中；3.將浸漬溶液後的固體乾燥後，在700℃～1000℃的溫度下反應0.5小時～4小時；4.將反應後的固體清洗乾燥後，滅菌消毒。
所述的磷酸鹽為磷酸銨或磷酸二氫銨或磷酸氫二銨或它們的混合物。
本發明的第二個目的也可以採用這樣的步驟實現選取的珊瑚羥基磷灰石的孔徑為200μm～500μm，所述的磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫銨，所述的反應溫度為850℃～950℃，反應時間為2小時～4小時。
本發明採用的原理是將含PO43-的試劑與羥基磷灰石反應，將其中的OH根置換成PO43-，即可轉化成β型磷酸三鈣。既形成如下反應
顯然控制PO43-的反應量即可控制由珊瑚羥基磷灰石轉化成β型磷酸三鈣的含量。
珊瑚羥基磷灰石具有優良的生物相容性和骨親和性，而且具有與人骨相似的孔孔相通的空間三維結構，為新骨的生長提供了適宜的生長條件。因此，本發明將珊瑚羥基磷灰石在保留原孔道結構的基礎上把其表面部分轉化為β型磷酸三鈣，得到一種表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨，它既具有珊瑚羥基磷灰石孔孔相通的三維結構和HA骨架的穩定性，也兼有一定的降解性，從而為新骨生長及時讓出空間，並提供鈣磷元素，同時其加工性能如韌性和強度也有所提高；本發明的方法可根據臨床需要靈活調節β型磷酸三鈣的轉化量，工藝操作簡單、節省試劑，適宜製造不同尺寸的產品，成本低，無工業汙染。
具體實施例方式實例1反應原料珊瑚羥基磷灰石，磷酸氫二銨，去離子水。
程序與條件將9克平均孔徑為200μm的珊瑚羥基磷灰石，在0.2mol/L的磷酸氫二銨的溶液中浸漬均勻。取出並乾燥後放在加熱爐中在900℃的溫度下反應3小時後逐漸冷卻，取出固體產物進行清洗乾燥、滅菌。
產物經X射線粉末衍射譜分析，其β型磷酸三鈣的含量為15％，厚度約5μm，厚度範圍為1μm～30μm。
實例2反應原料珊瑚羥基磷灰石，磷酸二氫銨，去離子水。
程序與條件將8克平均孔徑為200μm的珊瑚羥基磷灰石，在1mol/L的磷酸二氫銨的溶液中浸漬均勻。取出並乾燥後放在加熱爐中在850℃的溫度下反應4小時後逐漸冷卻，取出固體產物進行清洗乾燥、滅菌。
產物經X射線粉末衍射譜分析，其β型磷酸三鈣的含量為50％，平均厚度15μm，厚度範圍為1μm～52μm。
實例3反應原料珊瑚羥基磷灰石，磷酸氫二銨，磷酸二氫銨，去離子水。
程序與條件將10克平均孔徑為200μm的珊瑚羥基磷灰石，在0.5mol/L的磷酸氫二銨和0.5mol/L的磷酸二氫銨的混合溶液中浸漬均勻。取出並乾燥後放在加熱爐中在900℃的溫度下反應3小時後逐漸冷卻，取出固體產物進行清洗乾燥、滅菌。
產物經X射線粉末衍射譜分析，其β型磷酸三鈣的含量為40％，平均厚度16μm，厚度範圍為1μm～85μm。
實例4反應原料珊瑚羥基磷灰石，磷酸氫二銨，磷酸二氫銨，去離子水。
程序與條件將12克平均孔徑為500μm的珊瑚羥基磷灰石，在2mol/L的磷酸氫二銨和0.5mol/L的磷酸二氫銨的混合溶液中浸漬均勻。取出並乾燥後放在加熱爐中在900℃的溫度下反應3小時後逐漸冷卻，取出固體產物進行清洗乾燥、滅菌。
產物經X射線粉末衍射譜分析，其β型磷酸三鈣的含量為57％，平均厚度40μm，厚度範圍為1μm～130μm。
實例5反應原料珊瑚羥基磷灰石，磷酸氫二銨，磷酸二氫銨，去離子水。
程序與條件將12克平均孔徑為200μm的珊瑚羥基磷灰石，在1mol/L的磷酸氫二銨和4mol/L的磷酸二氫銨的混合溶液中浸漬均勻。取出並乾燥後放在加熱爐中在980℃的溫度下反應2.5小時後逐漸冷卻，取出固體產物進行清洗乾燥、滅菌。
產物經X射線粉末衍射譜分析，其β型磷酸三鈣的含量為70％，平均厚度60μm，厚度範圍為1μm～200μm。
權利要求
1.表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨，其特徵在於，它由孔徑為50μm～800μm的珊瑚羥基磷灰石和厚度為1μm～200μm的β型磷酸三鈣組成，所述β型磷酸三鈣附著在珊瑚羥基磷灰石的表面。
2.如權利要求1所述的人造骨，其特徵在於，所述β型磷酸三鈣的厚度為1μm～150μm。
3.如權利要求1或2所述的人造骨的製備方法，其特徵在於採用如下工藝步驟①選取孔徑為50μm～800μm的CHA為原料；②將上述原料浸漬在濃度為0.1mol/L～4mol/L的磷酸、磷酸鹽或它們的混合溶液中；③將浸漬溶液後的固體乾燥後，在700℃～1000℃的溫度下反應0.5小時～4小時；④將反應後的固體清洗乾燥後，滅菌消毒。
4.如權利要求3所述的人造骨的製備方法，其特徵在於，所述CHA的孔徑為200μm～500μm，所述的磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫銨，所述的反應溫度為850℃～950℃，反應時間為2小時～4小時。
全文摘要
本發明涉及表面為β型磷酸三鈣的珊瑚羥基磷灰石人造骨及製備方法。為調節羥基磷灰石人造骨的吸收速度，現有技術採用多孔HA/TCP雙相陶瓷作為人造骨材料，這種材料孔透性差，不適於骨的自然生長。本發明的人造骨採用在珊瑚羥基磷灰石表面附著一層β型磷酸三鈣，既能調節吸收速度又很好地適應了骨的自然生長。本發明的方法採用在一定溫度下，將珊瑚羥基磷灰石在磷酸、磷酸鹽或它們的混合溶液中浸漬一定時間，再加熱進行轉化反應，製成本發明的人造骨。
文檔編號A61L27/12GK1546177SQ20031011711
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月3日 優先權日2003年12月3日
發明者宋正孝, 陳德夫, 範麗娟 申請人:北京市意華健科貿有限責任公司