專利名稱：含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性醫(yī)用復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前已有報(bào)道和/或使用的含含鈣的磷酸鹽無機(jī)成分的生物活性醫(yī)用復(fù)合材料，包括 可降解和不可降解兩類?？山到獾某煞钟腥鏑a(H2P04)2 (MCP)、 Ca2P207 (CPP)、 CaHP04'2H20 (DCP)、 Ca3(P04)2 (TCP)等；不可降解的成分可包括有如Ca1()(P04)6(HO)2
(HA)、 Ca1()(P04)60 (OXA)和CaOCa3(P04)2 (TTCP)等。由于其具有良好的生物活 性和生物相容性，已被廣泛應(yīng)用在骨修復(fù)和骨重建領(lǐng)域。特別是如其中的磷酸三鈣
(TCP),因其組成中的鈣/磷比為1.5且可降解，具有優(yōu)良的生物學(xué)性能，能引導(dǎo)組織生 長，即具有骨傳導(dǎo)性，成型材料植入機(jī)體后，能在短期內(nèi)與機(jī)體組織形成骨性結(jié)合(即 生物活性)。TCP的存在形式有P-型和a-型兩種晶相結(jié)構(gòu)。其中p-TCP是低溫相，穩(wěn)定 存在于室溫至1120'C以下；a-TCP則是高溫相，在112(TC 1470'C范圍內(nèi)穩(wěn)定存在，在 無水的室溫下可以亞穩(wěn)定存在。磷酸三鈣(TCP)具有與羥基磷灰石(HA)不同的生物 性能，主要區(qū)別是TPC可以發(fā)生生物降解，植入體內(nèi)可以被生物吸收。 一般來說，a-TCP 的降解速率大于P-TCP，而且容易經(jīng)水解轉(zhuǎn)變?yōu)榱谆沂?。a-TCP在生物相容性方面較 p-TCP的好，在生物活性方面也比HA更好一些。含鈣的磷酸鹽雖具有很好的生物活性， 但其強(qiáng)度低，脆性大，易發(fā)生斷裂。目前多以涂層形式出現(xiàn)，無法用于承力部位的修復(fù)。 為了獲得理想的硬組織修復(fù)和重建材料，聚合物/無機(jī)鹽的復(fù)合材料被廣泛的研究和 應(yīng)用。這類復(fù)合材料兼有聚合物的韌性和含鈣的磷酸鹽的生物活性，能夠在受力部位使 用，從而達(dá)到修復(fù)和重建的目的。這類復(fù)合材料亦可分為不可降解和可降解兩類。例如， 目前主要研究和應(yīng)用的惰性聚合物復(fù)合材料以HA填充的聚乙烯類和聚酰胺類復(fù)合材 料，其缺點(diǎn)是HA在聚合物中的分散性較差，形態(tài)和組成與骨組織差距較大，使用受到 限制。另一類研究較多的可降解復(fù)合材料，是聚乳酸系列與HA和TCP的復(fù)合材料。聚 乳酸一般在體內(nèi)不到半年時(shí)間即可被完全降解和吸收，降解速度難以準(zhǔn)確控制，且降解 產(chǎn)物對機(jī)體組織有炎癥和刺激，因此其材料組成和結(jié)構(gòu)性能都需改善。
研究認(rèn)為，理想的硬組織重建、修復(fù)和塑型材料，需要的是可控降解的復(fù)合材料， 其力學(xué)性能可隨組織的修復(fù)和重建而逐步降低，且降解成分逐步被吸收代謝而不對組織產(chǎn)生刺激、炎癥等副作用，在組織重建完成后，材料基本被降解和吸收，形成骨進(jìn)材料 退的協(xié)同過程。目前所使用的上述聚合物/無機(jī)鹽復(fù)合材料尚不能滿足這一使用要求，因 此研究能夠適應(yīng)于體內(nèi)環(huán)境的、具有優(yōu)異力學(xué)性能、可控制降解速度的生物活性仿生生 物材料是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明將提供一種新形式含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性醫(yī)用復(fù)合材 料，使其成為不僅能具有與自體骨匹配的生物力學(xué)性能和良好生物活性及相容性，而且 具有優(yōu)良和可控制降解速度的仿生生物醫(yī)用和組織工程復(fù)合材料，以滿足醫(yī)學(xué)和臨床上 硬組織修復(fù)和重建領(lǐng)域中的使用需要。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還將提供所說該含鈣的磷酸 鹽成分的可降解生物活性醫(yī)用復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明所說的含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料，是由含鈣的磷酸鹽成 分與多元氨基酸聚合物組成，其中含鈣的磷酸鹽成分的重量為復(fù)合材料總重量的 5wt%~50 wt%，其中以30 40wt。/。的含量為佳，其余為由己內(nèi)酰胺與至少5種其它氨基 酸聚合而成的多元氨基酸聚合物成分，其中聚合物成分中己內(nèi)酰胺的摩爾比例為 40%~90%，其余為各單一種類氨基酸的摩爾比例》0.5%的其它氨基酸，所說的其它氨基 酸選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪 氨酸、色氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸和精氨酸。所說的含鈣的磷酸鹽成分可以采 用目前已有報(bào)道和/或使用的上述CaHP(V2H20 ( DCP ) 、 Ca3(P04)2 ( TCP )、 Caio(P04)6(HO)2 (HA)等可在人體內(nèi)的體液作用下釋放出鈣、磷離子，有利于促進(jìn)骨骼 生長和愈合的成分。
為使上述的復(fù)合材料最大限度地滿足生物活性和生物相容性要求，上述組成中元氨 基酸聚合物成分中所說的其它氨基酸，以盡可能采用人體可接受的天然堿性和/或中性氨 基酸為佳，所說各種氨基酸中相應(yīng)的L一酪氨酸、L一苯丙氨酸、L一賴氨酸、L一脯氨 酸等形式的天然氨基酸。
試驗(yàn)顯示，在保證材料性能的前提下，本發(fā)明上述復(fù)合材料中所說的多元氨基酸聚 合物成分， 一般采用由己內(nèi)酰胺與5種所說的其它氨基酸的組成形式，即可獲得滿意的 效果，并可簡化組成，降低成本。
在本發(fā)明的復(fù)合材料中，為使所說的含鈣的磷酸鹽成分有更好的分散性，以利充分 發(fā)揮其生物效應(yīng)，所說的含鈣的磷酸鹽成分以因此為納米級微粒的形式為佳。為此，所 用的含鈣的磷酸鹽成分可以釆用由上述己有報(bào)道和/或使用的相應(yīng)無機(jī)鹽漿料形式。
為保證和提高其生物相容性和效果，所說含鈣的磷酸鹽成分中的鈣/磷摩爾比以采用為(1~2)/1的范圍最為理想。
試驗(yàn)顯示，本發(fā)明上述可用于組織修復(fù)或組織工程支架的復(fù)合材料，其降解性能和 力學(xué)性能可由調(diào)節(jié)己內(nèi)酰胺與其它氨基酸的種類、比例和/或聚合反應(yīng)過程，通過改變聚 合物的分子量來進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，還可以通過調(diào)整含鈣的磷酸鹽的種類和含量進(jìn)行控制 和調(diào)節(jié)，從而可以得到符合使用要求的力學(xué)性能和/或降解速度的復(fù)合材料。檢測結(jié)果表 明，本發(fā)明上述復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度可以在40 150Mpa范圍內(nèi)控制和調(diào)整，抗彎強(qiáng)度可 在30 120Mpa范圍內(nèi)控制和調(diào)整，抗拉強(qiáng)度可在30 140Mpa范圍內(nèi)控制和調(diào)整，彈性 模量可在0.5 10Gpa范圍內(nèi)控制和調(diào)整；在模擬體液中浸泡12周的降解速度可以在5% ~100%范圍內(nèi)控制和調(diào)整，這些性能可以很好地適應(yīng)和滿足不同情況下的骨修復(fù)需要。
本發(fā)明上述的可降解生物活性復(fù)合材料制備時(shí)，為保證其中無機(jī)鹽成分的納米級狀 態(tài)，可以采用將所說含鈣的磷酸鹽無機(jī)鹽成分漿料(含水率一般可大于95%)與所說比 例的己內(nèi)酰胺和至少5種其它氨基酸成分相混合，在惰性氣體保護(hù)和充分?jǐn)嚢柘掠?0°C 20(TC充分脫除物料中的水分后，于21(TC 22(rC進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)，然后于23(rC 25(TC進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所說的復(fù)合材料。對所說作為原料的含鈣的磷酸鹽成分同上述， 且以采納米級的含鈣的磷酸鹽成分為佳；除己內(nèi)酰胺外的所說其它氨基酸成分的選擇范 圍也同上述。 一般情況下，所說的其它氨基酸可以采用選擇甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、 異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、 賴氨酸和精氨酸中的5種即可達(dá)到較為理想的效果。
對所用的含鈣的磷酸鹽成分，均以采用通過反應(yīng)現(xiàn)時(shí)制備的方式為佳。例如， 一種 可參考的方式是以鈣/磷摩爾比為(1 2)/1的硝酸鈣和磷酸鈉(或其它相應(yīng)的可溶性成分) 為原料，以選擇易于除去無殘留的如碳酸鈉或碳酸氫鈉等成分調(diào)節(jié)pH，充分沉淀和洗滌
后所得到的納米級含鈣的磷酸鹽成分漿料。
上述制備過程中的預(yù)聚合反應(yīng)和聚合反應(yīng)， 一般情況下分別在0.5 5小時(shí)范圍內(nèi)都 可以完成，復(fù)合材料產(chǎn)物的收率一般可達(dá)90%以上。制備過程中，根據(jù)反應(yīng)過程中反應(yīng) 物料粘度增加的改變，和/或顏色變深等情況，和/或結(jié)合所說的反應(yīng)時(shí)間等不同方式， 都可以實(shí)現(xiàn)對各步聚合反應(yīng)進(jìn)程的控制。
上述制備過程中所說的含鈣的磷酸鹽采用了漿料形式后，由于有效地保持了其納米 級狀態(tài)的微粒，能較微米級粒子具有更大的表面積和更高的活性，因此可以使無機(jī)鹽成 分非常均勻地分布在高分子聚合物相中，具有良好的有機(jī)/無機(jī)界面，從而更好地提高產(chǎn) 物材料的性能。
本發(fā)明上述的制備過程中，采用己內(nèi)酰胺作為主要的聚合物單體。由于該單體的熔點(diǎn)較低(79'C)，受熱后首先熔融，其余的氨基酸即可隨溫度的升高逐漸溶入熔融態(tài)的己 內(nèi)酰胺中并形成均勻的熔融體，這對形成分子量分布均勻的聚合物是十分有利的。
由于本發(fā)明復(fù)合材料在制備過程中未加入任何其他原料，也不產(chǎn)生除水外的任何其 它小分子物質(zhì)，這將極有利于保證所獲得材料的生物相容性。而該制備方法的另一重要 特點(diǎn)是簡單，容易控制，成本低廉，尤其是使用納米級的無機(jī)鹽衆(zhòng)料，可以使復(fù)合材料 的性能大為改善。
本發(fā)明的上述復(fù)合材料中的無機(jī)鹽成分是已經(jīng)證實(shí)并在使用的具有良好生物安全性 的材料，在體液作用下可降解為鈣離子和相應(yīng)的磷酸根離子；聚合物部分中的氨基酸也
是人體可接受的成分，因而可具有優(yōu)異的生物力學(xué)性能和生物活性及相容性，有利于組 織和細(xì)胞與材料間的相互作用。降解后的產(chǎn)物為接近中性的寡肽或氨基酸小分子，或進(jìn)
一步經(jīng)代謝降解為二氧化碳和水排出，安全性非常高。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該材料無毒、 無刺激、無過敏，材料和組織之間無任何不良反應(yīng)。該聚合物骨修復(fù)材料植入生物體后， 在機(jī)體組織的作用下，可按照預(yù)先設(shè)計(jì)的降解速度周期逐步降解，能夠在受力部位使用， 達(dá)到修復(fù)和重建的目的。因而是一種具有可控制降解速度、與自體骨匹配的生物力學(xué)性 能和良好生物活性及相容性的仿生生物醫(yī)用和組織工程材料，改善了目前同類修復(fù)材料 所存在的不足和問題。
以下結(jié)合實(shí)施例的具體實(shí)施方式
再對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不 應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想 情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
將70.845g Ca(N03)2'4H20溶解于300ml去離子水中，完全溶解后，通過4號玻沙 漏斗過濾后裝入100ml的敞口燒杯；將76.04g Na3P(V12H20溶解在200ml去離子水 中，待完全溶解后，用4號玻沙漏斗過濾，放入分液漏斗。于室溫?cái)嚢韬陀锰妓釟溻c調(diào) 節(jié)并保持pH 6.9 7.1條件下，將磷酸鈉溶液滴加至硝酸鈣溶液中，20分鐘加完。加熱 到8(TC保持2小時(shí)，自然冷卻密封，靜置48小時(shí)后，除去清液，去離子水洗滌6次， 得納米級磷酸鈣漿料，含量為3.75wt。/。， Ca/P摩爾比為1.51，備用。
三頸瓶中加入上述磷酸鈣漿料1000g和己內(nèi)酰胺45.2g，甘氨酸0.75g，亮氨酸1.31g， 苯丙氨酸2.4758，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸為1.051g，丙氨酸1.782g,氮 氣保護(hù)下攪拌升溫至80'C，己內(nèi)酰胺融化，攪拌下繼續(xù)緩慢升溫至200'C恒溫1小時(shí)。升溫至220'C進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)2小時(shí)后，再升溫至23(TC進(jìn)行聚合反應(yīng)2小時(shí)，冷卻 到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品87g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果磷酸鈣在復(fù)合材料中的 含量為40%;抗壓強(qiáng)度為120Mpa，抗拉強(qiáng)度為100Mpa，抗彎強(qiáng)度90Mpa,彈性模量 4.5Gpa;在模擬體液中浸泡12w后的失重率為62%。
實(shí)施例2
納米磷酸鈣漿料的制備同實(shí)施例l 。
三頸瓶中加入按實(shí)施例1同樣方式制備的納米磷酸鈣漿料10008和己內(nèi)酰胺45.28， 甘氨酸0.75g，亮氨酸1.31g，苯丙氨酸2.475g，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸 為1.051g，丙氨酸1.782g，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至7(TC，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌升溫 至200'C并恒溫1小時(shí)。升溫至22(TC進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)0.5小時(shí)，再升溫至23(TC進(jìn)行聚 合反應(yīng)1小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品88.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果復(fù) 合材料中的磷酸鈣含量為40%;抗壓強(qiáng)度為102Mpa，抗拉強(qiáng)度為95Mpa，抗彎強(qiáng)度 74Mpa，彈性模量2.5Gpa;在模擬體液中浸泡12w后的失重率為85%。
實(shí)施例3
納米磷酸鈣漿料的制備同實(shí)施例l 。
三頸瓶中加入按實(shí)施例1同樣方式制備的納米磷酸鈣漿料100(^和己內(nèi)酰胺45.2§， 甘氨酸0.75g，亮氨酸1.31g，苯丙氨酸2.475g,賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸 為1.051g，丙氨酸1.782g，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至70。C，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌升溫 至20(TC并恒溫1小時(shí)。升溫至22(TC進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)5小時(shí)，再升溫至23(TC進(jìn)行聚合 反應(yīng)4.5小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品85g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果復(fù)合 材料中的磷酸鈣含量為40%;抗壓強(qiáng)度為143Mpa，抗拉強(qiáng)度為131Mpa，抗彎強(qiáng)度 115Mpa，彈性模量8.5Gpa;在模擬體液中浸泡12w后的失重率為23%。
上述實(shí)施例1 3表明，通過改變本發(fā)明制備過程中的預(yù)聚合/聚合反應(yīng)時(shí)間，可以 實(shí)現(xiàn)對所得產(chǎn)物材料的相關(guān)性能進(jìn)行調(diào)整的目的。
實(shí)施例4
三頸瓶中加入按實(shí)施例1同樣方式制備的納米磷酸鈣漿料370g和己內(nèi)酰胺7.91g， 甘氨酸0.75g,亮氨酸1.31g，苯丙氨酸2.475g，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸 為1.051g，丙氨酸1.782g，氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌下升溫至8(TC，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩 慢升溫至200。C并恒溫1小時(shí)。升溫至220。C進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)0.5小時(shí)后，再升溫至 23(TC進(jìn)行聚合反應(yīng)1小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品30.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的 檢測結(jié)果復(fù)合材料中的磷酸鈣含量為40%;抗壓強(qiáng)度為35Mpa，抗拉強(qiáng)度為31Mpa，抗彎強(qiáng)度19Mpa，彈性模量1.1Gpa;在模擬體液中浸泡12w后失重100%。
實(shí)施例5
三頸瓶中加入按實(shí)施例1同樣方式制備的納米磷酸鈣漿料2050g和己內(nèi)酰胺101.7g, 甘氨酸0.75g，亮氨酸1.31g，苯丙氨酸2.475g，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸 為1.051g，丙氨酸1.782g，氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌下升溫至8(TC，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩 慢升溫至20(TC并恒溫1小時(shí)。升溫至220'C進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)0.5小時(shí)后，再升溫至 230'C進(jìn)行聚合反應(yīng)1小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品180g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的 檢測結(jié)果復(fù)合材料中的磷酸鈣含量為40%;抗壓強(qiáng)度為121Mpa，抗拉強(qiáng)度為107Mpa， 抗彎強(qiáng)度91Mpa，彈性模量4.6Gpa;在模擬體液中浸泡12w后失重61%。
上述實(shí)施例2、 4和5顯示，通過改變和調(diào)整不同氨基酸原料的比例，也可以達(dá)到根 據(jù)需要改變和調(diào)整所得復(fù)合材料相關(guān)性能的目的。
實(shí)施例6
三頸瓶中加入按實(shí)施例1同樣方式制備的納米磷酸鈣漿料858和己內(nèi)酰胺45.28，甘 氨酸0.75g，亮氨酸1.31g，苯丙氨酸2.475g，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸為 1.051g，丙氨酸1.782g，氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌升溫至8(TC，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩慢升 溫至20(TC并恒溫1小時(shí)。升溫至22(TC進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)0.5小時(shí)，再繼續(xù)升溫至230 'C進(jìn)行聚合反應(yīng)1小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品97.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測 結(jié)果復(fù)合材料中的磷酸鈣含量為5%;抗壓強(qiáng)度為85Mpa,抗拉強(qiáng)度為81Mpa，抗彎 強(qiáng)度62Mpa，彈性模量2.8Gpa;在模擬體液中浸泡12w后失重63%。
實(shí)施例7
三頸瓶中加入按實(shí)施例1同樣方式制備的納米磷酸鈣漿料4008和己內(nèi)酰胺45.2§， 甘氨酸0.75g，亮氨酸1.31g,苯丙氨酸2.475g,賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，絲氨酸 為1.051g，丙氨酸1.782g，氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌升溫至8(TC，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩慢 升溫至20(TC并恒溫1小時(shí)。升溫至22(TC進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)0.5小時(shí)，再繼續(xù)升溫至 23(TC進(jìn)行聚合反應(yīng)1小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品97.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的 檢測結(jié)果復(fù)合材料中的磷酸鈣含量為20%;抗壓強(qiáng)度為97Mpa，抗拉強(qiáng)度為86Mpa， 抗彎強(qiáng)度75Mpa，彈性模量3.8Gpa;在模擬體液中浸泡12w后失重72%。
上述實(shí)施例2、 6和7的結(jié)果現(xiàn)實(shí)，改變和調(diào)整無機(jī)鹽成分的比例，同樣可以實(shí)現(xiàn)對 復(fù)合材料的相關(guān)性能進(jìn)行調(diào)整的目的。
實(shí)施例8
將23.615g的Ca(N03)2'4H20和38.02g的Na3P04'12H20分別溶解于100ml去離子水并用4號玻沙漏斗過濾后，在室溫?cái)嚢韬陀锰妓釟溻c調(diào)節(jié)并保持pH值為5.0 6.5條 件下將磷酸鈉溶液滴加入硝酸鈣溶液中，10分鐘加完。滴加完畢后加熱到8(TC保持2 小時(shí)，自然冷卻，密封靜置48小時(shí)后，除去清液，去離子水離心洗滌6次，得納米級磷 酸氫鈣漿料50g，磷酸氫鈣含量為4.2wt%， Ca/P摩爾比為1.05。
三頸瓶中加入上述的磷酸氫鈣漿料4858和己內(nèi)酰胺45.2§，甘氨酸0.75g，丙氨酸 3.56g，苯丙氨酸2.475g，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至 80°C，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩慢升溫至20(TC并恒溫1小時(shí)。然后升溫至22(TC進(jìn)行 預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)5小時(shí)，再升溫至250'C進(jìn)行聚合反應(yīng)5小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù) 合物產(chǎn)品69.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果復(fù)合材料中的磷酸鈣含量為25%;抗壓 強(qiáng)度為120Mpa，抗拉強(qiáng)度為109Mpa，抗彎強(qiáng)度101Mpa，彈性模量6.9Gpa;在模擬體 液中浸泡12w后，失重26%。
實(shí)施例9
將118.1g的Ca(N03)2.4H20和U4.06g的Na3P04'12H20分別溶解于300ml去離子 水并用4號玻沙漏斗過濾后，在室溫?cái)嚢韬陀锰妓釟溻c調(diào)節(jié)并保持pH值為7.0 7.3條 件下，將磷酸鈉溶液滴加至硝酸鈣溶液中，20分鐘加完，。滴加完畢，加熱到8(TC保持 2小時(shí)，自然冷卻密封，放置48小時(shí)。除去清液，去離子水離心洗滌6次，得納米級羥 基磷灰石漿料300g，羥基磷灰石含量4.5wtn/。， Ca/P摩爾比為1.65。
三頸瓶中加入745§上述的含鈣的磷酸鹽漿料和己內(nèi)酰胺45.28,甘氨酸0.75g,丙氨 酸3.56g，苯丙氨酸2.4758，賴氨酸1.46g，脯氨酸為2.875g，氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌下升溫至 80°C,己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩慢升溫至20(TC并恒溫1小時(shí)。升溫至220'C進(jìn)行預(yù)聚 合復(fù)合反應(yīng)5小時(shí)后，再升溫至24(TC進(jìn)行聚合反應(yīng)5小時(shí)，冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合 物產(chǎn)品84.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果復(fù)合材料中的含鈣的磷酸鹽含量為36%; 抗壓強(qiáng)度為150Mpa，抗拉強(qiáng)度為138Mpa，抗彎強(qiáng)度115Mpa，彈性模量8.6Gpa;在模 擬體液中浸泡12w后，失重11%。
實(shí)施例10 納米羥基磷灰石漿料制備方法同例9
三頸瓶中加入7458上述的含鈣的磷酸鹽漿料和己內(nèi)酰胺45.28,甘氨酸0.75g，絲氨 酸2.11g，精氨酸2.61g，蘇氨酸1.19g，賴氨酸1.46g，羥脯氨酸為3.28g，酪氨酸1.81g， 氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌下升溫至8(TC，己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩慢升溫至20(TC并恒溫1小 時(shí)。升溫至220'C進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)5小時(shí)后，再升溫至240'C進(jìn)行聚合反應(yīng)5小時(shí)， 冷卻到室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品86.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果復(fù)合材料中的含鈣的磷酸鹽含量為34%;抗壓強(qiáng)度為120Mpa，抗拉強(qiáng)度為108Mpa，抗彎強(qiáng)度102Mpa， 彈性模量6.6Gpa;在模擬體液中浸泡12w后，失重17%。
實(shí)施例11
磷酸氫鈣漿料制備方法同例8
三頸瓶中加入100g上述的無機(jī)鹽漿料和己內(nèi)酰胺45.2g，甘氨酸1.5g，色氨酸0.75g， 纈氨酸1.76g，異亮氨酸1.31g，賴氨酸2.92g，羥脯氨酸為1.97g，酪氨酸1.81g，氮?dú)獗?護(hù)和攪拌下升溫至8(TC,己內(nèi)酰胺融化，繼續(xù)攪拌緩慢升溫至20(TC并恒溫1小時(shí)。升 溫至22(TC進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)5小時(shí)后，再升溫至240'C進(jìn)行聚合反應(yīng)5小時(shí)，冷卻到 室溫得淺黃色復(fù)合物產(chǎn)品86.5g。所得復(fù)合物產(chǎn)品的檢測結(jié)果復(fù)合材料中的含鈣的磷酸 鹽含量為30%;抗壓強(qiáng)度為123Mpa，抗拉強(qiáng)度為105Mpa，抗彎強(qiáng)度99Mpa，彈性模量 7.6Gpa;在模擬體液中浸泡12w后，失重37%。
對比例l
將118.1g的Ca(NO3)"H2O和114.06g的Na3PCV12H2O分別溶解于300ml去離子水并用 4號玻沙漏斗過濾后，在室溫?cái)嚢韬陀锰妓釟溻c調(diào)節(jié)并保持 11值為7.0 7.3條件下將磷酸 鈉溶液滴加至硝酸鈣溶液中，20分鐘加完。滴加完畢，加熱到80'C保持2小時(shí)，自然冷卻 密封，放置48小時(shí)。除去清液，去離子水離心洗滌6次，得磷酸鈣漿料300g，磷酸鈣為 33.5wt%。烘干。產(chǎn)品為白色粉末，燒結(jié)后為白色無機(jī)鹽顆粒，脆、硬，在模擬體液中 浸泡12w后，失重2%，難以降解。
對比例2
三頸瓶中加入己內(nèi)酰胺26g，甘氨酸6g，丙氨酸26.7g，苯丙氨酸24.75g，賴氨酸 2.92，脯氨酸分5.75g,氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌緩慢升溫至20(TC并保持1小時(shí)。升溫至220°C 進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)1小時(shí)后，再升溫至230'C進(jìn)行聚合反應(yīng)1.5小時(shí)，冷卻到室溫，得 棕紅色聚合物產(chǎn)品93.8g;熔點(diǎn)為120°C。所得產(chǎn)品的檢測結(jié)果抗壓強(qiáng)度為30Mpa，抗 拉強(qiáng)度為45Mpa,抗彎強(qiáng)度40Mpa，彈性模量1.1Gpa;在模擬體液中浸泡12w后，失 重95%。因其不含含鈣的磷酸鹽成分，且己內(nèi)酰胺的摩爾比例較低，故產(chǎn)品柔軟，力學(xué) 強(qiáng)度較低。
權(quán)利要求
1. 含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料，其特征是由含鈣的磷酸鹽成分與多元氨基酸聚合物組成，其中含鈣的磷酸鹽成分為總重量的5～50wt％，其余為由己內(nèi)酰胺與至少5種其它氨基酸聚合而成的多元氨基酸聚合物成分，其中聚合物成分中己內(nèi)酰胺的摩爾比例為40％～90％，其余為各單一種類氨基酸的摩爾比例≥0.5％的其它氨基酸，所說的其它氨基酸選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸和精氨酸。
2. 如權(quán)利要求1所述的含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料，其特征是 所說多元氨基酸聚合物成分中的其它氨基酸為人體可接受的天然堿性和/或中性氨基酸。
3. 如權(quán)利要求1所述的含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料，其特征是 所說的多元氨基酸聚合物成分由己內(nèi)酰胺與5種其它氨基酸組成。
4. 如權(quán)利要求1所述的含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料，其特征是 所說的含鈣的磷酸鹽成分為納米級微粒。
5. 如權(quán)利要求1所述的含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料，其特征是 所說的含鈣的磷酸鹽成分的含量為總重量的30~40 wt%。
6. 如權(quán)利要求1至5之一所述的含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料， 其特征是所說的含鈣的磷酸鹽成分中的鈣/磷摩爾比為(1 2)A 。
7. 制備權(quán)利要求1所述含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料的方法，其 特征是將所說的含鈣的磷酸鹽成分漿料與所說比例的己內(nèi)酰胺和至少5種其它氨基酸成 分混合，在惰性氣體保護(hù)和充分?jǐn)嚢柘掠?(TC 20(rC充分脫除物料中的水分后，于210 'C 220'C進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)，然后再于23(TC 250'C進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所說的復(fù) 合材料。
8. 如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所說的其它氨基酸成分為人體可接受 的天然堿性和/或中性氨基酸。
9. 如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所說的其它氨基酸為選自甘氨酸、丙 氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯 氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸和精氨酸中的5種。
10. 如權(quán)利要求7至9之一所述的制備方法，其特征是所說的預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)和聚 合反應(yīng)時(shí)間分別均為0.5~5小時(shí)。
全文摘要
含鈣的磷酸鹽成分的可降解生物活性復(fù)合材料及制備方法。復(fù)合材料由含鈣的磷酸鹽成分與多元氨基酸聚合物組成，其中無機(jī)成分的重量≤50％，其余為由己內(nèi)酰胺與至少5種其它氨基酸聚合而成的多元氨基酸聚合物成分，其中聚合物成分中己內(nèi)酰胺的摩爾比例為40％～90％，其余為各單一種類氨基酸的摩爾比例≥0.5％的其它氨基酸。制備時(shí)，與各氨基酸成分混合，惰性氣體保護(hù)和攪拌下脫水后，于210℃～250℃分別進(jìn)行預(yù)聚合復(fù)合反應(yīng)和聚合反應(yīng)得到所說的復(fù)合材料?？筛鶕?jù)使用需要實(shí)現(xiàn)對所制備材料的力學(xué)性能、降解周期等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。
文檔編號A61L27/58GK101417149SQ20081004634
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者嚴(yán)永剛, 何麗萍, 南景天, 呂國玉, 張其翼, 鴻 李, 杰 楊, 楊愛萍, 羅小滿, 黃志鵑 申請人:四川大學(xué)