專利名稱：一種骨修復(fù)支架材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外科手術(shù)修復(fù)材料及其制備方法，具體說是一種骨修復(fù)支架材 料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，全世界每年由于疾病、交通事故和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等造成的骨缺損和缺失患者 非常多，因此治療所用骨修復(fù)材料的需求非常大。盡管目前在骨修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)集 中在人工合成材料，以避免被稱為骨修復(fù)“金標(biāo)準(zhǔn)”的自體骨移植給病人帶來的痛苦， 包括供區(qū)手術(shù)及功能障礙，且來源有限，但是人工骨修復(fù)材料在臨床上的應(yīng)用范圍仍然 很窄。臨床上使用的仍然是小牛骨來源的異種骨，其修復(fù)效果目前已被廣泛接受，但其 原料是來源于被屠殺的小牛，引起的倫理問題在動(dòng)物保護(hù)組織和醫(yī)學(xué)界一直是個(gè)爭(zhēng)議， 這也一直是臨床用小牛骨進(jìn)行骨缺損修復(fù)方法最明顯的詬病。因此，尋找一種新型的、 安全有效、可以重復(fù)獲得、而且可以避免倫理問題的異種骨修復(fù)材料具有非同尋常的醫(yī) 學(xué)及社會(huì)倫理學(xué)意義。在哺乳動(dòng)物組織中，鹿角是唯一能完整再生的身體零部件，也是生長(zhǎng)最快的組 織器官之一。在一年中，鹿角春季開始生長(zhǎng)，生長(zhǎng)過程達(dá)三到四個(gè)月，待秋季交配期結(jié) 束時(shí)自然脫落以儲(chǔ)存能量，第二年又重復(fù)這一周期。而脫落的鹿角以往一直被視為“生 物垃圾”。由于鹿角作為鹿種角斗中的強(qiáng)大武器，所以目前的研究主要集中于它的成 分、結(jié)構(gòu)與其機(jī)械性能的關(guān)系方面。已有結(jié)果顯示，鹿角的彈性模量低于牛股骨，但其 有更高的斷裂韌性，這造就了它在種內(nèi)斗爭(zhēng)中具有承受高沖擊量的獨(dú)特功能。而鹿角骨 的無機(jī)成分與人的長(zhǎng)骨類似，因此其在骨缺損修復(fù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有以小牛骨作為骨修復(fù)支架材料所存在的原料 不易得到及存在倫理問題，從而提供一種骨修復(fù)支架材料及其制備方法。本發(fā)明所提供的一種骨修復(fù)支架材料，其含有羥基磷灰石，所述材料呈多孔互 穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔隙率為30% 85%，大孔孔徑為100 800微米，小孔孔徑為10 60 微米。本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案是，孔隙率為孔隙率為50% 60%，大孔孔徑為400 500微米，小孔孔徑為30 45微米。本發(fā)明所提供的一種骨修復(fù)支架材料的制備方法，其包括以下步驟以鹿角為 原料，依次去除皮質(zhì)骨、脫脂脫蛋白、雙蒸水超聲清洗、高溫煅燒，制得骨修復(fù)支架材 料。本發(fā)明所提供的一種骨修復(fù)支架材料的制備方法，優(yōu)選的技術(shù)方案是，去除皮 質(zhì)骨時(shí)，將鹿角芯部松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)外圍的皮質(zhì)骨結(jié)構(gòu)切除，得到鹿角松質(zhì)骨塊體；脫脂脫 蛋白時(shí)，依次經(jīng)過0.1 0.6mol/L的NaOH浸泡2 20小時(shí)、氯仿浸泡1 5小時(shí)、30%雙氧水浸泡12 48小時(shí)、1 2mol/L氯化鈣浸泡2 8小時(shí)、3 10mol/L氯化鋰浸 泡6 36小時(shí)，其中各步驟之間均用去離子水清洗3 5次，50 80°C恒溫干燥1 3 天；高溫煅燒溫度為600 1000°C，升溫速度為1 5°C/min，燒結(jié)時(shí)間為6 48h，降 溫速度為1 10°C /min ；所述的鹿角為鹿科動(dòng)物的角。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果(1)本發(fā)明通過控制脫脂脫蛋白處理?xiàng)l件，使得鹿角松質(zhì)骨骨塊內(nèi)部有機(jī)物基本 清除，便于煅燒過程徹底清除有機(jī)物質(zhì)。(2)本發(fā)明通過嚴(yán)格控制煅燒過程中升溫速度、煅燒溫度、保溫時(shí)間和降溫速 度，可以有效的控制產(chǎn)物支架材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)以及孔隙率，最終可獲得高純度、 高結(jié)晶度HA單相支架材料。(3)本發(fā)明所制得的支架材料與成骨相關(guān)細(xì)胞具有良好的親和性，可促進(jìn)成骨細(xì) 胞的粘附、增殖和分化；體內(nèi)植入后可見明顯的血管化作用并促進(jìn)新生骨的形成，逐漸 被新生骨組織包繞、融合，最終達(dá)到理想的骨修復(fù)效果。(4)本發(fā)明所采用的制備和加工方法簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，能用于工業(yè)化生產(chǎn)。綜上所述，本發(fā)明所提供的支架材料在宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu)上均接近人體骨， 在骨修復(fù)過程中，為成骨相關(guān)細(xì)胞的粘附、生長(zhǎng)和分化提供更適宜的微環(huán)境；此外，該 制備方法可避免由屠殺動(dòng)物制備骨修復(fù)材料而引起的動(dòng)物福利及動(dòng)物倫理問題。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。


圖1是實(shí)施例1所述修復(fù)支架材料的數(shù)碼照片及掃描電子顯微鏡照片；圖2是實(shí)施例1所述修復(fù)支架材料的XRD圖；圖3是實(shí)施例1所述修復(fù)支架材料的FT-IR圖；圖4是實(shí)施例1所述修復(fù)支架材料的體外細(xì)胞培養(yǎng)2天的掃描電子顯微鏡照片；圖5是實(shí)施例1所述修復(fù)支架材料的體內(nèi)修復(fù)骨缺損12周組織切片的光鏡照片
(200X)ο
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(1)取新鮮梅花鹿鹿角骨，用機(jī)械切割機(jī)將鹿角主干的芯部松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)外圍的皮 質(zhì)骨部分切除，得到IOX IOX IOmm的鹿角松質(zhì)骨塊體。(2)將步驟⑴所得的鹿角松質(zhì)骨依次經(jīng)過0.6mol/L的NaOH浸泡2小時(shí)、氯仿 浸泡2小時(shí)、30%雙氧水浸泡12小時(shí)、2mol/L氯化鈣浸泡3小時(shí)、10mol/L氯化鋰浸泡 6小時(shí)，其中各步驟之間均用去離子水清洗5次，80°C恒溫干燥1天。(3)將步驟⑵所得干燥后的產(chǎn)物置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)在空氣氛圍下煅燒，燒結(jié)溫 度為1000°C，升溫速度為5°C/min，燒結(jié)時(shí)間為6h，降溫速度為5°C/min。通過以上步驟所得的骨修復(fù)支架材料含有羥基磷灰石，其呈多孔互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)，孔隙率為85%，大孔孔徑為100微米，小孔孔徑為10微米。實(shí)施例2
(1)取新鮮馬鹿鹿角骨，用線切割機(jī)將鹿角主干的芯部松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)外圍的皮質(zhì)骨 部分切除，得到10 X 20 X IOmm的鹿角松質(zhì)滑塊體。(2)將步驟(1)所得的鹿角松質(zhì)骨依次經(jīng)過O.lmol/L的NaOH浸泡20小時(shí)、氯 仿浸泡5小時(shí)、30%雙氧水浸泡48小時(shí)、lmol/L氯化鈣浸泡8小時(shí)、3mol/L氯化鋰浸 泡8小時(shí)，其中各步驟之間均用去離子水清洗3次，50°C恒溫干燥3天。(3)將步驟⑵所得干燥后的產(chǎn)物置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)在空氣氛圍下煅燒，燒結(jié)溫 度為600°C，升溫速度為rC/min，燒結(jié)時(shí)間為48h，降溫速度為10°C/min。通過以上步驟所得的天然骨修復(fù)支架材料呈多孔互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔隙率為 30%,大孔孔徑為800微米，小孔孔徑為60微米。實(shí)施例3(1)取新鮮水鹿鹿角骨，用線切割機(jī)將鹿角主干的芯部松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)外圍的皮質(zhì)骨 部分切除，得到10 X 15 X IOmm的鹿角松質(zhì)骨塊體。(2)將步驟(1)所得的鹿角松質(zhì)骨依次經(jīng)過0.5mol/L的NaOH浸泡12小時(shí)、氯 仿浸泡1小時(shí)、30%雙氧水浸泡24小時(shí)、2mol/L氯化鈣浸泡2小時(shí)、10mol/L氯化鋰浸 泡24小時(shí)，其中各步驟之間均用去離子水清洗4次，55°C恒溫干燥2天。(3)將步驟⑵所得干燥后的產(chǎn)物置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)在空氣氛圍下煅燒，燒結(jié)溫 度為800°C，升溫速度為2V /min,燒結(jié)時(shí)間為24h，降溫速度為1°C /min。通過以上步驟所得的天然骨修復(fù)支架材料呈多孔互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔隙率為 60%,大孔孔徑為500微米，小孔孔徑為45微米。實(shí)施例4(1)取新鮮白唇鹿鹿角骨，用線切割機(jī)將鹿角主干的芯部松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)外圍的皮質(zhì) 骨部分切除，得到15X15 X IOmm的鹿角松質(zhì)骨塊體。(2)將步驟(1)所得的鹿角松質(zhì)骨依次經(jīng)過0.4mol/L的NaOH浸泡16小時(shí)、氯 仿浸泡1小時(shí)、30%雙氧水浸泡24小時(shí)、2mol/L氯化鈣浸泡2小時(shí)、8mol/L氯化鋰浸 泡36小時(shí)，其中各步驟之間均用去離子水清洗4次，55°C恒溫干燥2天。(3)將步驟⑵所得干燥后的產(chǎn)物置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)在空氣氛圍下煅燒，燒結(jié)溫 度為900°C，升溫速度為4°C/min，燒結(jié)時(shí)間為36h，降溫速度為2°C/min。通過以上步驟所得的天然骨修復(fù)支架材料呈多孔互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔隙率為 50%,大孔孔徑為400微米，小孔孔徑為30微米。本發(fā)明所提供支架材料可廣泛用于由疾病、交通事故和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等原因?qū)е碌?骨缺損和骨缺失的修復(fù)治療。
權(quán)利要求
1.一種骨修復(fù)支架材料，其含有羥基磷灰石，其特征是所述材料呈多孔互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)，孔隙率為30% 85%，大孔孔徑為100 800微米，小孔孔徑為10 60微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨修復(fù)支架材料，其特征在于所述的孔隙率為50% 60%,大孔孔徑為400 500微米，小孔孔徑為30 45微米。
3.—種骨修復(fù)支架材料的制備方法，其包括以下步驟以鹿角為原料，依次去除皮 質(zhì)骨、脫脂脫蛋白、雙蒸水超聲清洗、高溫煅燒，制得骨修復(fù)支架材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨修復(fù)支架材料的制備方法，其特征在于去除皮質(zhì)骨時(shí)，將 鹿角芯部松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)外圍的皮質(zhì)骨結(jié)構(gòu)切除，得到鹿角松質(zhì)骨塊體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的骨修復(fù)支架材料的制備方法，其特征在于脫脂脫蛋白時(shí)，依 次經(jīng)過NaOH浸泡、氯仿浸泡、雙氧水浸泡、氯化鈣浸泡、氯化鋰浸泡，各步驟之間均 用去離子水清洗，然后經(jīng)過恒溫干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的骨修復(fù)支架材料的制備方法，其特征在于脫脂脫蛋白時(shí)，依 次經(jīng)過0.1 0.6mol/L的NaOH浸泡2 20小時(shí)、氯仿浸泡1 5小時(shí)、30%雙氧水浸 泡12 48小時(shí)、1 2mol/L氯化鈣浸泡2 8小時(shí)、3 10mol/L氯化鋰浸泡6 36 小時(shí)，其中各步驟之間均用去離子水清洗3 5次，50 80°C恒溫干燥1 3天。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的骨修復(fù)支架材料的制備方法，其特征在于高溫煅燒溫 度為600 1000°C，升溫速度為1 5°C/min，燒結(jié)時(shí)間為6 48h，降溫速度為1 IO0C /minο
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨修復(fù)支架材料的制備方法，其特征在于所述的鹿角為鹿科 動(dòng)物的角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種骨修復(fù)支架材料及其制備方法，其解決了現(xiàn)有以小牛骨作為骨修復(fù)支架材料所存在的原料不易得到及存在倫理問題。本發(fā)明所提供的骨修復(fù)支架材料，其含有羥基磷灰石，所述材料呈多孔互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔隙率為30％～85％，大孔孔徑為100～800微米，小孔孔徑為10～60微米。本發(fā)明所提供支架材料可廣泛用于由疾病、交通事故和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等原因?qū)е碌墓侨睋p和骨缺失的修復(fù)治療。
文檔編號(hào)A61L27/36GK102008749SQ20101056086
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張學(xué)慧, 楊小平, 鄧旭亮 申請(qǐng)人:鄧旭亮