專利名稱：可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫鐵基復合骨植入材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在整型外科中，骨修復與再生是一普遍而復雜的臨床問題，全球每年約有300萬 人由于外傷、疾病需要骨修復。因此，具有仿自然骨組織的孔隙結(jié)構(gòu)(尤其是適合細胞長入 的孔隙結(jié)構(gòu))，并具有骨誘導性及骨傳導性，還具有生物活性的植入材料是目前骨植入材料 的研究的熱點也具有廣闊的市場前景。骨修復材料可分成金屬材料、陶瓷材料、高分子材料及其復合物。金屬植入材料 力學性能好，但缺乏生物活性，通常不能與骨組織發(fā)生鍵合，并且彈性模量過高，易產(chǎn)生應 力屏障效應，在體液作用下，持續(xù)放出金屬離子。陶瓷植入材料生物活性好，有一定的孔隙 率，但抗疲勞性和抗壓性低。高分子植入材料可塑性強，易加工成型，但生物活性差，大量 降解容易造成組織毒性反應，引起病變。針對上述問題，金屬基陶瓷_高分子復合材料成為 植入材料的發(fā)展方向和研究的熱點。而金屬植入材料按性質(zhì)不同可分為生物可降解材料和生物不可降解(永久性)材 料兩類；按形態(tài)不同分為實體金屬材料和多孔(泡沫)金屬材料。與永久性植入材料相比， 由于生物可降解金屬材料，在組織恢復功能后可自然降解，并避免了持久的物理激惹、局部 慢性炎癥及二次手術(shù)所造成的并發(fā)癥和經(jīng)濟負擔等，因此，成為最具發(fā)展前景的新一代金 屬植入材料。與實體金屬植入材料相比，由于多孔金屬植入材料具有如下優(yōu)點(1)其密 度、強度和彈性模量可以通過改變孔隙度來調(diào)整，進而達到與自然骨相匹配；(2)多孔結(jié)構(gòu) 利于成骨細胞的粘附、分化和生長，促使骨長入孔隙，實現(xiàn)生物固定；(3)開放的連通孔結(jié) 構(gòu)利于水分和養(yǎng)料在植入體內(nèi)的傳輸，促進組織再生與重建；(4)多孔結(jié)構(gòu)有利于骨形態(tài) 發(fā)生蛋白(BMP)的聚集，進而發(fā)生骨誘導性。因此，可降解多孔金屬植入材料成為金屬植入 材料的發(fā)展方向。已研究的可降解多孔金屬基植入材料大都為多孔鎂基植入材料，而關(guān)于 泡沫鐵基植入材料卻未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了豐富可降解金屬基復合骨植入材料的種類，而提供了可降解 泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料的制備方法。本發(fā)明方法解決了陶瓷層與泡沫鐵 基體結(jié)合力不好的問題。本發(fā)明中可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備方法是按下述 步驟進行的一、泡沫鐵發(fā)黑處理；二、電泳液的配制步驟a、向300mL去離子水中加入 10mL冰醋酸，而后緩慢加入0. 5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，加入2. Og羥基磷 灰石納米粒子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離子水至溶液體積為 400mL,得到溶液A，步驟b、將3. Og羥基磷灰石納米粒子加入550mL無水乙醇中，不斷攪拌，再加入無水乙醇至體積為600mL，得到懸濁液B，步驟C、將溶液A和懸濁液B混勻，得到電泳液；三、以發(fā)黑處理的泡沫鐵作陰極，表面鍍有鉬銠涂層的鈦合金作陽極，在步驟二 配制的電泳液中，30V電壓下電泳10 80min，其中陰陽極距離為15mm ；四、將經(jīng)步驟三處 理的泡沫鐵浸泡在磷酸鹽緩沖溶液中，在37士0. 5°C條件下浸泡3 15天，用蒸餾水沖洗pH 值為7. 0，并且在室溫下干燥，即得到可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料；其 中步驟四的浸泡過程中每天更換一次磷酸鹽緩沖溶液，磷酸鹽緩沖溶液由Na2HPO4 · 3H20、 NaH2PO4 · 3H20和去離子水配制而成，Na2HPO4 · 3H20的濃度為10g/L，NaH2PO4 · 3H20的濃度 為 10g/L。本發(fā)明可用下述步驟配制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向300mL去離子水 中加入IOmL冰醋酸，而后緩慢加入0. 5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，再加入5. Og 羥基磷灰石納米粒子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離子水至體積 為lOOOmL，得到電泳液。本發(fā)明也可用采用下述步驟配制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向500mL無 水乙醇中加入5. Og羥基磷灰石納米粒子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子分散均勻， 再加入乙醇至體積為IOOOmL,得到電泳液。通過本發(fā)明方法在泡沫鐵表面得到膜層與泡沫鐵基體結(jié)合良好且均勻分布在泡 沫鐵的孔隙內(nèi)，而且具有良好的生物活性和生物相容性，可用作骨植入材料，本發(fā)明方法制 備的產(chǎn)品豐富了可降解金屬基復合骨植入材料種類。


圖1是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層的斷面掃描電子顯微鏡(SEM) 像；圖2是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層的斷面各元素線分布EDS圖；圖3是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層的XRD譜圖，圖3中 代表HA，〇代表Ca(OH)2 ； 圖4是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層的放大40倍掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖 具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層的放大5000倍掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖6 是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層經(jīng)PBS浸泡不同時間后獲得膜層的XRD譜圖， 圖6中 表示HA，〇代表Ca(OH)2, 代表DCPD，a表示浸泡3天獲得膜層的XRD譜圖，b浸 泡10天獲得膜層的XRD譜圖；圖7是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層經(jīng)PBS浸 泡10天獲得膜層放大1000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖8是具體實施方式
十一方法 獲得的電泳沉積層經(jīng)PBS浸泡10天獲得膜層放大3000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖 9是是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層經(jīng)PBS浸泡10天獲得膜層放大10000倍 的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖10是具體實施方式
十一方法獲得的電泳沉積層經(jīng)PBS浸泡 10天獲得膜層放大15000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖11是具體實施方式
十一方法獲 得的電泳沉積層經(jīng)PBS浸泡10天后再浸泡m-SBF中3天和10天的XRD圖，圖11中▽代表 Ca10 (PO4) 6C03, □代表 Caltl (PO4) 6C03 (OH)2, 代表 HA，c 表示在 m_SBF 中浸泡 10 天的 XRD 譜 圖，d表示在m-SBF中浸泡3天的XRD譜圖；圖12是具體實施方式
十二方法獲得的電泳沉 積層的斷面掃描電子顯微鏡(SEM)圖；圖13是具體實施方式
十二方法獲得的電泳沉積層的 斷面各元素線分布EDS圖；圖14是具體實施方式
十二方法獲得的電泳沉積層的XRD譜圖， 圖14中〇代表Ca(OH)2 ；圖15是具體實施方式
十二方法獲得的電泳沉積層的放大40倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖16是具體實施方式
十二方法獲得的電泳沉積層的放大5000 倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖17是具體實施方式
十二方法獲得的電泳層經(jīng)PBS浸泡后 膜層的XRD譜圖， 代表HA，〇代表Ca(OH)2, 代表DCPD，e表示浸泡15天獲得膜層的XRD 譜圖，f浸泡10天獲得膜層的XRD譜圖，g浸泡3天獲得膜層的XRD譜圖；圖18是具體實施 方式十二方法獲得的電泳層經(jīng)PBS浸泡15天后膜層放大1000倍的掃描電子顯微鏡(SEM) 像；圖19是具體實施方式
十二方法獲得的電泳層經(jīng)PBS浸泡15天后膜層放大5000倍的 掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖20是具體實施方式
十二方法獲得的電泳層經(jīng)PBS浸泡15天 后膜層放大10000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖21是具體實施方式
十二方法浸泡15 天得到產(chǎn)品再經(jīng)m-SBF浸泡3天和10天后的XRD圖，圖21中▽代表Caltl(PO4)6CO3, □代表 Ca10 (PO4)6CO3 (OH)2, 代表HA，h表示在m_SBF中浸泡10天的XRD譜圖，i表示在m_SBF中 浸泡3天的XRD譜圖；圖22是具體實施方式
十三方法獲得的電泳沉積層的斷面掃描電子顯 微鏡(SEM)像；圖23是具體實施方式
十三方法獲得的電泳沉積層斷面的各元素線分布EDS 圖；圖24是具體實施方式
十三方法獲得的電泳沉積層的XRD譜圖，圖24中 代表HA ；圖25 是具體實施方式
十三方法獲得的電泳沉積層放大40倍的掃描電子顯微 鏡(SEM)像；圖26 是具體實施方式
十三方法獲得的電泳沉積層放大5000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)像；圖 27是具體實施方式
十三方法得到的電泳沉積層經(jīng)m-SBF浸泡3d和IOd的XRD圖，圖27中 0代表Fe3O4， 代表HA，j表示在m-SBF中浸泡10天的XRD譜圖，k表示在m_SBF中浸泡3 天的XRD譜圖；圖28是文獻1電泳液獲得的電泳層的斷面的SEM圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式中可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料 的制備方法是按下述步驟進行的一、泡沫鐵發(fā)黑處理；二、電泳液的配制步驟a、向300mL 去離子水中加入IOmL冰醋酸，而后緩慢加入0. 5g殼聚糖(加入殼聚糖所需時間為2 3min),并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，加入2. Og羥基磷灰石納米粒子(/？-HA)，采用超聲振 蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離子水至溶液體積為400mL，得到溶液A，步驟b、 將3. Og羥基磷灰石納米粒子加入550mL無水乙醇中，不斷攪拌，再加入無水乙醇至體積為 600mL,得到懸濁液B，步驟C、將溶液A和懸濁液B混勻，得到電泳液；三、以發(fā)黑處理的泡沫 鐵作陰極，表面鍍有鉬銠涂層的鈦合金作陽極，在步驟二配制的電泳液中，30V電壓下電泳 10 80min，其中陰陽極距離為15mm ；四、將經(jīng)步驟三得到的泡沫鐵基復合材料浸泡在磷酸 鹽緩沖溶液(PBS)中，在37士0. 5°C條件下浸泡3 15天，用蒸餾水沖洗pH值為7. 0，并且 在室溫下干燥，即得到可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料；其中步驟四的浸 泡過程中隔一天更換一次磷酸鹽緩沖溶液，磷酸鹽緩沖溶液由Na2HPO4 · 3H20、NaH2PO4 · 3H20 和去離子水配制而成，Na2HPO4 · 3H20的濃度為10g/L，NaH2PO4 · 3H20的濃度為10g/L。本實施方式所述方法中對泡沫鐵發(fā)黑處理，提高了泡沫鐵的穩(wěn)定性，并且提高了 復合材料的磁性。本實施方式經(jīng)步驟三電泳處理后在泡沫鐵表面獲得多孔結(jié)構(gòu)的電泳沉積層，電 泳沉積層由殼聚糖(CS)、HA和Ca(OH)2組成，電泳沉積層與泡沫鐵結(jié)合緊密且在泡沫鐵 的孔隙內(nèi)沉積均勻，經(jīng)步驟四浸泡后，電泳沉積層轉(zhuǎn)化為多孔結(jié)構(gòu)的膜層，其成分由CS、 HA、DCPD(二水合磷酸氫鈣)和Ca(OH)2組成，或者由殼聚糖和HA組成。膜層厚度為0. 0Γ0. 50mm。本實施方式中PBS內(nèi)浸泡的反應方程
Ca (OH) 2 — Ca2++20!T(1)
Ca2++HP042>2H20 — CaHPO4 · 2H20(2)
10Ca2++6P043>20r — Ca10 (PO4) 6 (OH) 2(3)
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述的泡沫鐵為孔隙率為 70% 95%、孔徑為250 1000μ m、通孔度為100%及比表面積為0. 10 0. 15m2/g的泡沫 鐵。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一所述的發(fā)黑處 理是通過高溫化學氧化實現(xiàn)的。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同的是高溫化學氧化對泡沫 鐵進行發(fā)黑處理的步驟如下將泡沫鐵放入NaOH和NaNO2混合溶液中，在135 145°C條件 下處理30 120min，NaOH和NaNO2混合溶液中NaOH的濃度550 650g/L，NaNO2的濃度 150 200g/L。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四不同的是步驟二所述的羥 基磷灰石納米粒子的制備方法如下分別配制濃度為1. Omol/L的Ca(NO3)2 ·4Η20溶液和濃 度為0. 6mol/L (NH4)2HPO4的溶液各500mL，然后將(NH4)2HPO4溶液緩慢(加入(NH4)2HPO4溶 液所需3 5min)加入到Ca(NO3)2 ·4Η20溶液中，得到混合液；再用氨水(NH3 -H2O)或NaOH 調(diào)節(jié)混合液的PH值為10. 5 11. 5 ；然后將混合液置于72°C恒溫水浴鍋中，繼續(xù)攪拌纊9h， 靜置24h后用蒸餾水洗滌至中性，然后抽濾，再用無水乙醇清洗后置于干燥箱中，在85°C條 件下烘干，獲得羥基磷灰石納米粒子。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至四相同。本實施方式制備的羥基磷灰石納米粒子大約25nm (寬)X200nm (長)。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五不同的是步驟三所述的鍍 有鉬銠涂層的鈦合金(陽極是西安泰金公司生產(chǎn))。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至五 相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六不同的是步驟三電泳時間 為60min。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至六相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是步驟四浸泡時間 為5 12天。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至六相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至八不同的是采用下述步驟配 制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向300mL去離子水中加入IOmL冰醋酸，而后緩慢 (加入殼聚糖所需時間為2 3min)加入0. 5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，再加入 5. Og羥基磷灰石納米粒子(/7-HA)，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離 子水至體積為IOOOmL,得到電泳液。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至八相同。本實施方式經(jīng)步驟三電泳處理后在泡沫鐵表面獲得多孔結(jié)構(gòu)的電泳沉積層，電 泳沉積層由殼聚糖和Ca(OH)2組成，電泳沉積層與泡沫鐵結(jié)合緊密且在泡沫鐵的孔隙內(nèi)沉 積均勻，經(jīng)步驟四浸泡后，電泳沉積層轉(zhuǎn)化為膜層，膜層為多孔結(jié)構(gòu)，其成分由殼聚糖、HA、 DCPD和Ca (OH) 2組成，或者由殼聚糖、Ca (OH) 2和HA組成，或者由殼聚糖和HA組成。膜層厚 度為0. Γ0. 6mm，浸泡過程反應方程同反應式(1)、(2)和(3)。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至八不同的是采用下述步驟配 制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向500mL無水乙醇中加入5. Og羥基磷灰石納米粒 子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子分散均勻，再加入乙醇至體積為IOOOmL,得到電泳 液。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至八相同。本實施方式經(jīng)步驟三電泳處理后在泡沫鐵表面獲得多 孔結(jié)構(gòu)的電泳沉積層，電泳 沉積層為羥基磷灰石。膜層厚度為0. Γ0. 2mm，浸泡過程反應方程同反應式(1)、(2)和(3)。
具體實施方式
十一本實施方式中可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材 料的制備方法是按下述步驟進行的一、采用高溫化學氧化對泡沫鐵發(fā)黑處理，將泡沫鐵放 入NaOH和NaNO2混合溶液中，在135°C條件下處理30min，NaOH和NaNO2混合溶液中NaOH 的濃度600g/L，NaNO2的濃度150g/L ；二、電泳液的配制1、向300mL去離子水中加入IOmL 冰醋酸，而后緩慢(加入殼聚糖所需時間為2 3min)加入0. 5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚 糖溶解后，加入2. Og羥基磷灰石納米粒子(/7-HA)，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶 解，再加入去離子水至溶液體積為400mL，得到溶液a ;2、將3. Og羥基磷灰石納米粒子加入 550mL無水乙醇中，不斷攪拌，再加入無水乙醇至體積為600mL，得到懸濁液b ；3、將溶液a 和懸濁液b混勻，得到電泳液；三、以發(fā)黑處理的泡沫鐵作陰極，表面鍍有鉬銠涂層的鈦合 金作陽極，在步驟二配制的電泳液中，30V電壓下電泳60min (在泡沫鐵表面獲得電泳沉積 層)，其中陰陽極距離為15mm ；四、將經(jīng)步驟三處理的泡沫鐵浸泡在磷酸鹽緩沖溶液(PBS) 中，在37士0. 5°C條件下浸泡3 15天，用蒸餾水沖洗pH值為7. 0，并且在室溫下干燥，即 得到可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料；其中步驟四浸泡過程中每天更換一 次磷酸鹽緩沖溶液，磷酸鹽緩沖溶液由Na2HPO4 · 3H20、NaH2PO4 · 3H20和去離子水配制而成， Na2HPO4 · 3H20的濃度為10g/L，NaH2PO4 · 3H20的濃度為10g/L，經(jīng)步驟三處理的泡沫鐵的裝 載量為3. 3cm2/L ；其中步驟二所述的羥基磷灰石納米粒子是按具體實施方式
三中的方法制 備的。由圖1可見，電泳沉積層與泡沫鐵基鐵結(jié)合良好，由圖2可知，電泳層是由Ca、P、 0、C等元素構(gòu)成的，由圖3可見，電泳沉積層中既發(fā)現(xiàn)Ca (OH) 2衍射峰，又發(fā)現(xiàn)HA的衍射峰； 由圖4和5可見，該電泳層為多孔結(jié)構(gòu)。由圖6可見，在PBS中浸泡3d后，其膜層的XRD譜圖中除存在羥基磷灰石(HA)和 Ca (OH) 2衍射峰外，還存在DCPD衍射峰，其膜層為多孔結(jié)構(gòu)；由圖8可見，而在PBS中浸泡 IOd后，膜層完全轉(zhuǎn)化為HA，膜層中可見典型的針狀結(jié)晶。由表1可見，由40to_HA殼聚糖醋酸水溶液和60to_HA乙醇懸浮液構(gòu)成的電泳液 獲得的電泳層中Ca(OH)2的含量為55%，HA的含量為45%，經(jīng)PBS浸泡3天后，膜層中部分 Ca(OH)2轉(zhuǎn)化成DCPD，而經(jīng)PBS浸泡10天后，膜層成分均為HA，這是由于HA溶度積低的原 因。表1本實施方式方法不同浸泡時間獲得膜層成分表
由圖11可見，浸泡PBSlO天后再在m-SBF中浸泡3天后，膜層表面有 HCA(Ca10(PO4)3(CO3)3(OH)2)生成；浸泡 m_SBF 10 天后，表面有 Caltl (PO4) 6 (CO3) 2 生成。說明該 材料具有很好的生物活性。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
十一不同的是采用下述步驟配 制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向300mL去離子水中加入IOmL冰醋酸，而后緩慢(力口 入殼聚糖所需時間為2 3min)加入0. 5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，再加入5. Og 羥基磷灰石納米粒子(《-ΗΑ)，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離子水 至體積為IOOOmL,得到電泳液。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
十一相同。由圖12可見，電泳層在泡沫鐵孔隙中沉積的較好，并與泡沫鐵基體結(jié)合緊密，圖 13表明電泳層由Ca，0和C元素構(gòu)成。由圖14的實驗結(jié)果可知，電泳沉積層的成分為Ca(OH)2,由圖15和16可見，該電 泳層粗糙、孔隙較多，結(jié)晶顆粒為棱柱形。由圖17和20可知，電泳沉積層在PBS溶液中隨 著浸泡時間的延長，膜層成分由Ca (OH) 2經(jīng)Ca (OH)2, DCPD和HA轉(zhuǎn)化成HA。對圖14和圖17的實驗結(jié)果進行膜層成分的半定量分析，結(jié)果見表2。
表具體實施方式
十二獲得膜層經(jīng)PBS浸泡不同時間后膜層成分表
膜層中殼聚糖質(zhì)量含量為159Γ25%。由圖17-20及表2的實驗結(jié)果可知，浸泡PBS3d后膜層中仍然存在較多的Ca (OH)2, 并發(fā)現(xiàn)膜層中部分Ca(OH)2轉(zhuǎn)換為DCPD和HA，當浸泡時間為IOd后，膜層中仍存在部分 Ca (OH) 2，但Ca (OH) 2的含量明顯減少，而當浸泡時間為15d時，膜層中已不存在Ca (OH) 2，可 以認為膜層中的Ca(OH)2完全轉(zhuǎn)換成了 HA。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
十一不同的是采用下述步驟配 制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向500mL無水乙醇中加入5. Og羥基磷灰石納米粒 子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子分散均勻，再加入乙醇至體積為IOOOmL,得到電泳 液。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
十一相同。由圖22可見，電泳沉積層雖在泡沫金屬的孔隙進入了沉積，但是涂層與基體之間 存在較大的裂紋，表明其結(jié)合力較差，這是主要是由于電泳液中不包含殼聚糖造成的，因為 殼聚糖可作為沉積HA的分散劑，添加劑和粘合劑。圖23表明電泳層由Ca，P和0元素構(gòu)成。由圖24可見，由IOOto-HA乙醇懸浮液構(gòu)成的電泳液獲得的電泳層為純相HA ；由 圖25和26可見，該電泳膜層較好的復制了泡沫鐵的結(jié)構(gòu)，膜層較薄，仍為多孔結(jié)構(gòu)。由 IOOto-HA乙醇懸浮液構(gòu)成的電泳液獲得的電泳層在m-SBF中浸泡3d和IOd后，發(fā)現(xiàn)部分膜 層已脫落，表明電泳層結(jié)合力較差。由圖27可見，該膜層在m-SBF中浸泡3d或IOd后，相 應的XRD譜圖中，均發(fā)現(xiàn)Fe3O4的衍射峰。由圖 28 可見，文獻 KXinPang, IgorZhitomirsky. Electrophoreticdepositionof compositehydroxyapatite-chitosancoatings. MaterialsCharacterization, 2007, 58, 33 9 - 348)給出的電泳沉積溶液，在泡沫鐵基體上電泳層只是在其表面沉積，而泡沫金屬的孔 隙幾乎沒有磷酸鈣陶瓷電泳層，不能獲得結(jié)合良好的電泳層。
權(quán)利要求
可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料的制備方法，其特征在于可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料的制備方法是按下述步驟進行的一、泡沫鐵發(fā)黑處理；二、電泳液的配制步驟a、向300mL去離子水中加入10mL冰醋酸，而后緩慢加入0.5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，加入2.0g羥基磷灰石納米粒子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離子水至溶液體積為400mL，超聲振蕩30～4min， 得到溶液A，步驟b、將3.0g 羥基磷灰石納米粒子加入550mL無水乙醇中，超聲振蕩30~45分，再加入無水乙醇至體積為600mL，得到懸濁液B，步驟c、將溶液A和懸濁液B混勻，得到電泳液；三、以發(fā)黑處理的泡沫鐵作陰極，表面鍍有鉑銠涂層的鈦合金作陽極，在步驟二配制的電泳液中，30V電壓下電泳10~80 min，其中陰陽極距離為15mm；四、將經(jīng)步驟三處理的泡沫鐵浸泡在磷酸鹽緩沖溶液中，在37±0.5℃條件下浸泡3～15天，用蒸餾水沖洗pH值為7.0，并且在室溫下干燥，即得到可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料；其中步驟四的浸泡過程中每天更換一次PBS，PBS由Na2HPO4·3H2O 、NaH2PO4·3H2O和去離子水配制而成，Na2HPO4·3H2O的濃度為10g/L，NaH2PO4·3H2O的濃度為10g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備方 法，其特征在于所述的泡沫鐵為孔隙率為70% 95%、孔徑為250 1000 u m、通孔度為100% 及比表面積為0. 10 0. 15m2/g的泡沫鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備 方法，其特征在于步驟一所述的發(fā)黑處理是通過高溫化學氧化實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備方 法，其特征在于高溫化學氧化對泡沫鐵進行發(fā)黑處理的步驟如下將泡沫鐵放入NaOH和 NaN02混合溶液中，在130 145°C條件下處理30 120min，NaOH和NaN02混合溶液中NaOH 的濃度 550 650g/L, NaN02 的濃度 150 200g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備 方法，其特征在于步驟二所述的羥基磷灰石納米粒子的制備方法如下分別配制濃度為 1. 0mol/L 的 Ca(N03)2 4H20 溶液和濃度為 0. 6mol/L(NH4)2HP04 的溶液各 500mL,然后將 (NH4) 2HP04溶液緩慢加入到Ca (N03) 2 4H20溶液中，得到混合液；用氨水調(diào)至pH值為10，然 后再用NaOH調(diào)節(jié)混合液的pH值為11. 0 11. 5 ；然后將混合液置于72°C恒溫水浴鍋中，繼 續(xù)攪拌纊9h，靜置24h后用蒸餾水洗滌至中性，然后抽濾，再用無水乙醇清洗后置于干燥箱 中，在85 °C條件下烘干，獲得羥基磷灰石納米粒子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料的 制備方法，其特征在于步驟三電泳時間為60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備方 法，其特征在于步驟四浸泡時間為5 12天。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣_殼聚糖復合骨植入材料的制備方 法，其特征在于步驟四浸泡時間為10天。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或7所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料 的制備方法，其特征在于采用下述步驟配制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向300mL 去離子水中加入10mL冰醋酸，而后緩慢加入0. 5g殼聚糖，并不斷攪拌至殼聚糖溶解后，再 加入5. 0g羥基磷灰石納米粒子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶解，再加入去離子水至體積為lOOOmL，得到電泳液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或7所述的可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入 材料的制備方法，其特征在于采用下述步驟配制的電泳液替代步驟二所述的電泳液向 500mL無水乙醇中加入5. 0g羥基磷灰石納米粒子，采用超聲振蕩至羥基磷灰石納米粒子溶 解，再加入乙醇至體積為lOOOmL，得到電泳液。
全文摘要
可降解泡沫鐵基磷酸鈣-殼聚糖復合骨植入材料的制備方法，它涉及泡沫鐵基復合骨植入材料的制備方法。本發(fā)明豐富可降解金屬基復合骨植入材料的種類。本發(fā)明方法如下一、泡沫鐵發(fā)黑處理；二、電泳液的配制；三、以發(fā)黑處理的泡沫鐵作陰極，表面鍍有鉑銠的鈦合金作陽極，在步驟二配制的電泳液中，電泳；四、在磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中浸泡。通過本發(fā)明方法在泡沫鐵表面得到膜層與基體結(jié)合緊密，而且具有良好的生物活性和生物相容性,應用于骨植入材料領(lǐng)域。
文檔編號A61L27/34GK101856513SQ20101011478
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者吳長君, 戴長松, 李優(yōu), 段其智, 溫朝輝, 王殿龍, 陳超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學