一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法
2023-04-26 03:06:41 1
一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法
【專利摘要】本發明提供一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法，所述方法以磷酸三鈣粉體、生物玻璃、和焦磷酸鈣晶須為原料，通過料漿製備、聚氨酯前軀體預處理、排膠燒成四個主要步驟加以實現，該方法具有工藝簡單，可大批量生產可實現高強度快速降解降解骨組織工程支架，由該方法製得的焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料具有良好的力學性能且能夠生物降解。
【專利說明】一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種組織工程用骨修復材料，具體地說，涉及一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法，屬於生物醫用材料領域
【背景技術】
[0002]
[0002]磷酸三鈣生物陶瓷由於具有與人體骨骼相近的化學組成，且可降解不在體內留下滯留物，是非常理想的骨組織修復替代材料因而被廣泛應用，但其固有脆性一直制約了其應用。晶須增韌陶瓷技術較普通陶瓷有更高的機械強度，使陶瓷斷裂韌性提高不易斷裂，目前用於增強多孔生物陶瓷有報導採用羥基磷灰石晶須，但羥基磷灰石不降解性嚴重影響成骨質量。焦磷酸鈣由於可降解且生物相容性好成為很有前途的生物陶瓷，在體內不留任何遺留物而且羥基磷灰石晶須製備多為水熱合成，成本高，本發明採用低成本原位合成大批量晶須，工藝簡單，成本低。同時利用燒結助劑的固溶液相燒結原理實現多孔陶瓷的晶須增強陶瓷結構，使材料有更好的力學性能同時可降解，從而可以用於負重組織工程骨的構建。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種製備納米焦磷酸鈣晶須的化學方法同時提供一種增韌組織工程松質骨材料的技術工藝路線方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的: 一方面，本發明提供了一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法，其中，所述方法包括以下步驟:
O磷酸鈣粉體製備
以硝酸鈣，醋酸鈣等鈣鹽，磷酸尿素為原料，配置硝酸鈣濃度為3-4M，磷酸濃度為2-2.7M,尿素7.0-8.0M溶液。其中配置藥品的順序硝酸鈣，磷酸尿素，混合溶液油浴中100度煮沸12小時，得到粉體過濾930度煅燒，備用。
[0004]2)焦磷酸鈣晶須製備
O配置硝酸鈣、磷酸和尿素的混合溶液，其中，Ca與磷酸物質的量之比為1:1，Ca的濃度為0.3-0.4M,尿素濃度為0.7-0.9M，磷酸濃度為0.3.-0.4M ；
2)步驟I)得到的混合溶液於80°C的油浴中加熱24h，得晶須粉體
3)將2粉體洗滌乾燥，在500°C煅燒30min得到焦磷酸鈣晶須.3燒結助劑製備
以分析純硝酸鈣、磷酸氫二銨和碳酸鈉為原料，加入納米焦磷酸鈣晶須球磨混勻在950°C的高溫下煅燒，隨爐冷卻，打碎過八十目篩，，所述生物玻璃的主要成分中CaO、P2O5,N2O的重量比為:18%/52%/30%，燒結助劑與晶須的質量比為1.5-3:1.4料漿製備
以磷酸三鈣粉體、燒結助劑、超純水、聚丙烯酸銨分散劑為原料，固相含量70-80%，燒結助劑含量為固相含量的10-15%,為固相成分分散劑的比1g:lml球磨30分鐘配置料眾；2)聚氨酯前驅體預處理:將聚氨酯前驅體超聲清洗後浸泡於10%—六己二胺異丙醇溶液半小時，超純水洗淨60度以下烘乾；
3)浸潰成型:用步驟I)得到的料漿反覆3-5次浸潰聚氨酯前軀體；
4)排膠燒結:將步驟3)浸潰後的聚氨酯前軀體排膠燒結，其中，燒成制度為0-500°C，10C /min，升至 500°C 10°C /min_1250°C後保溫 2h
進一步，在步驟I)中，所述磷酸三鈣粉體的尺寸為300nm-400nm另一方面，本發明還提供了一種根據所述方法製備的焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料，其中，所述材料是以磷酸三鈣粉體、生物玻璃、和焦磷酸鈣晶須為主要原料製備得到的。
[0005]再一方面，本發明又提供了所述焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料在生物材料領域中的應用，其中，所述生物材料應用於包括負重部位的脊柱融合等幾乎所有部位快速降解的骨修復材料
本發明提供的製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法的有益效果為:填補了負重部位無理想可降解高力學性能人工骨的空白。
[0006]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施方案，其中:
圖1為高強度負重松質骨SEM圖
【具體實施方式】
[0008]本發明材料可使材料強度達到8_9Mpa,滿足負重骨要求實施例1
1)料漿製備:以磷酸三鈣粉體超純水、焦磷酸鈣晶須燒結助劑和聚丙烯酸銨分散劑為原料，球磨配置料漿；
2)聚氨酯前驅體預處理:將聚氨酯前驅體浸泡於一六己二胺異丙醇溶液，超聲清洗後60度以下烘箱烘乾
3)浸潰成型:用步驟I)得到的料漿反覆浸潰聚氨酯前軀體；
4)排膠燒結:將步驟3)浸潰後的聚氨酯前軀體排膠燒結，其中，燒成制度為0-500°C，rc /min，升至500後快速1250°C後保溫2h
根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述磷酸三鈣粉體的尺寸為300nm_400nm
所述生物玻璃燒結助劑通過以下方法製備:以硝酸鈣、磷酸氫二銨和碳酸鈉焦磷酸鈣晶須為原料，在950°C的高溫下煅燒，隨爐冷卻，晶須比固相粉體5:1。
[0009]根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，優選地，所述生物玻璃的主要成分中CaO、P2O5、Na2O 的重量比為:18%/52%/30%
根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述焦磷酸鈣晶須通過以下方法製備:
1)配置硝酸?丐、磷酸和尿素的混合溶液，其中，Ca與為0.3-0.4M,尿素濃度為0.7-0.9M，磷酸氫二銨的濃度為0.7-0.9M
2)步驟I得到的混合溶液於80°C的油浴中加熱24h，得晶須粉體。
[0010]3)將粉體用超純水洗滌，70度以下烘箱內乾燥，在500°C煅燒30min得到焦磷酸鈣晶須
根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述磷酸三鈣粉體在固相中的含量為70-80wt%，生物玻璃/焦磷酸鈣晶須燒結助劑含量在固相中的含量10-15wt%聚丙烯酸銨在固相中的含量1g:lml所述生物材料力學性能好，生物相容性高，可快速降解。主要應用於負重骨修復。
【權利要求】
1.一種製備焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: 1)料漿製備:以磷酸三鈣粉體超純水、焦磷酸鈣晶須燒結助劑和聚丙烯酸銨分散劑為原料，球磨配置料漿； 2)聚氨酯前驅體預處理:將聚氨酯前驅體浸泡於一六己二胺異丙醇溶液，超聲清洗後60度以下烘箱烘乾 3)浸潰成型:用步驟I)得到的料漿反覆浸潰聚氨酯前軀體； 4)排膠燒結:將步驟3)浸潰後的聚氨酯前軀體排膠燒結，其中，燒成制度為0-500°C，rc /min，升至500後快速1250°C後保溫2h 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述磷酸三鈣粉體的尺寸為300nm_400nm 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述生物玻璃燒結助劑通過以下方法製備:以硝酸鈣、磷酸氫二銨和碳酸鈉焦磷酸鈣晶須為原料，在950 V的高溫下煅燒，隨爐冷卻，晶須比固相粉體3-1.。
2.5::1 。
3.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，優選地，所述生物玻璃的主要成分中CaO、P205、Na20 的重量比為:18%/52%/30% 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述焦磷酸鈣晶須通過以下方法製備: O配置硝酸?丐、磷酸和尿素的混合溶液，其中，Ca與為0.3-0.4M,尿素濃度為0.7-0.9M，磷酸氫二銨的濃度為0.7-0.9M 2)步驟1)得到的混合溶液於80°C的油浴中加熱24h，得晶須粉體。
4.3)將粉體用超純水洗滌，70度以下烘箱內乾燥，在500°C煅燒30min得到焦磷酸鈣晶須 根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特徵在於，在步驟I)中，所述磷酸三鈣粉體在固相中的含量為70-80wt%，生物玻璃/焦磷酸鈣晶須燒結助劑含量在固相中的含量10-15wt%聚丙烯酸銨在固相中的含量1g:lml 一種根據權利要求1-6任一項所述方法製備的焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料，其特徵在於，所述材料是以磷酸三鈣粉體、生物玻璃、和焦磷酸鈣晶須為主要原料製備得到的。
5.一種根據權利要求1-6任一項所述方法製備的焦磷酸鈣晶須增韌組織工程松質骨材料在生物材料領域中的應用。
6.根據權利要求8的應用，其特徵在於，所述生物材料力學性能好，生物相容性高，可快速降解。
7.可用於負重骨的修復。
【文檔編號】A61L27/12GK104045365SQ201310077134
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月12日 優先權日:2013年3月12日
【發明者】於顯著, 趙柏松 申請人:吉林省霍普金斯藥物研究院有限責任公司