一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料以及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于股骨修復(fù)用仿生骨材料領(lǐng)域，具體地說是涉及一種用于股骨修復(fù)的牡 蠣殼生物相容仿生材料以及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 骨作為人體最大的組織器官，承擔(dān)著生命活動(dòng)的重要職責(zé)，卻最容易引起缺損。在 我國，據(jù)估計(jì)每年因交通事故和生產(chǎn)安全事故所致創(chuàng)傷骨折、脊柱退行性疾病及骨腫瘤、骨 結(jié)核等骨科疾病，造成骨缺損或功能障礙患者超過300萬人，且有日益增加的趨勢。利用骨 植入材料進(jìn)行骨移植是治療骨缺損最常用和有效的手段之一。骨植入材料主要有自體骨、 異體骨和人工骨，其中自體骨移植會(huì)對患者造成二次損傷、且不可能大量取骨，異體骨移植 無法避免疾病傳播和免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)。因此，研發(fā)能有效修復(fù)和功能重建的人工骨修復(fù)材 料具有廣泛的臨床需求和重要的意義，開發(fā)新型骨植入材料，關(guān)鍵在于能夠有效地進(jìn)行仿 生，使其各方面性能均滿足臨床使用要求。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)，骨基質(zhì)是典型的天然無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料，無機(jī)成分主要是鈣磷鹽陶 瓷，有機(jī)成分主要是膠原；天然骨具有多孔結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)有利于組織和細(xì)胞的長入；骨組 織是天然的壓電體，骨對力的感知正是通過壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。因此，從骨的自身組織成 分、結(jié)構(gòu)、功能出發(fā)，研究出與人體骨更為匹配的仿生骨植入體是目前生物材料領(lǐng)域追求的 目標(biāo)。鑒于此，開發(fā)一種高度仿生的骨植入材料變得尤為重要。
[0004] 牡蠣殼和人體骨骼的主要成分相似都是碳酸鈣，而且，也有研究表面，牡蠣殼的形 成過程和人體骨骼的形成方式是相同的，這位牡蠣殼作為一種仿生材料提供了可能。牡蠣 殼作為骨仿生材料，兩者具有很好的相容性，并且不會(huì)產(chǎn)生鈣毒，不影響人體代謝，在股骨 缺損的治療當(dāng)中，將牡蠣殼作為填充材料，其在人體內(nèi)發(fā)生生物降解，促進(jìn)骨骼的修復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料 制備方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為： 一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料，包括由下列重量份的原料：牡蠣殼超 微粉40-50、生物活性陶瓷顆粒20-24、壓電相陶瓷顆粒22-28、聚乙烯吡咯烷酮5-7、碳酸氫 銨6-7、纖維內(nèi)鈣10-14、骨膠原50-54、正硅酸溶液20-22、聚丙烯氯化銨離子液15-19、多壁 鈦酸鹽納米纖維21-25、適量的乙醇、適量的磁活化水。
[0007] -種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將牡蠣殼超微粉、生物活性陶瓷顆粒、壓電相陶瓷顆粒、聚乙烯吡咯烷酮以及總重 量5-7倍的乙醇混合，在120-130°C下攪拌加熱50-60min至均勻，得活化材料備用； (2) 將活化材料、碳酸氫銨混合，并采用高壓均質(zhì)機(jī)處理l_2h，之后高溫煅燒2-3h加工 成型，得帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料備用； (3) 將纖維內(nèi)鈣、聚丙烯氯化銨離子液、多壁鈦酸鹽納米纖維以及總重量3-5倍的磁 活化水混合，在40-42Γ下加熱攪拌2-3h得可以磁化的均勻混合液備用； (4) 將帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料放入可以磁化的均勻混合液，磁化處理5-7h，得 復(fù)合材料備用； (5) 將復(fù)合材料、骨膠原、正硅酸溶液混合，慢速攪拌2-3h得，然后在80-KKTC下烘干 12_14h，即得。
[0008] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明采用與人體骨成分接近的牡蠣殼開發(fā)用于股骨修復(fù)生物相容仿生材料，與骨組 織具有良好的生物相容性，能夠與骨形成牢固鍵合，能夠有效地促進(jìn)股骨修復(fù)，同時(shí)節(jié)省了 成本。牡蠣殼經(jīng)過高溫煅燒的處理，克服了病害細(xì)菌的攜帶，具有環(huán)?？山到獾膬?yōu)勢。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0010] 實(shí)施例1 : 一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料，包括由下列重量份的原料：牡蠣殼超 微粉40、生物活性陶瓷顆粒24、壓電相陶瓷顆粒28、聚乙烯吡咯烷酮6、碳酸氫銨6. 5、纖維 內(nèi)鈣12、骨膠原54、正硅酸溶液22、聚丙烯氯化銨離子液17、多壁鈦酸鹽納米纖維23、適量 的乙醇、適量的磁活化水。
[0011] 一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將牡蠣殼超微粉、生物活性陶瓷顆粒、壓電相陶瓷顆粒、聚乙烯吡咯烷酮以及總重 量6倍的乙醇混合，在125°C下攪拌加熱55min至均勻，得活化材料備用； (2) 將活化材料、碳酸氫銨混合，并采用高壓均質(zhì)機(jī)處理I. 5h，之后高溫煅燒2. 5h加工 成型，得帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料備用； (3) 將纖維內(nèi)鈣、聚丙烯氯化銨離子液、多壁鈦酸鹽納米纖維以及總重量3-5倍的磁 活化水混合，在41°C下加熱攪拌2. 5h得可以磁化的均勻混合液備用； (4) 將帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料放入可以磁化的均勻混合液，磁化處理6h，得復(fù) 合材料備用； (5) 將復(fù)合材料、骨膠原、正硅酸溶液混合，慢速攪拌2. 5h得，然后在90°C下烘干13h， 即得。
[0012] 實(shí)施例2: 一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料，包括由下列重量份的原料：牡蠣殼超 微粉45、生物活性陶瓷顆粒22、壓電相陶瓷顆粒25、聚乙烯吡咯烷酮6、碳酸氫銨6. 5、纖維 內(nèi)鈣12、骨膠原52、正硅酸溶液21、聚丙烯氯化銨離子液17、多壁鈦酸鹽納米纖維23、適量 的乙醇、適量的磁活化水。
[0013] -種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將牡蠣殼超微粉、生物活性陶瓷顆粒、壓電相陶瓷顆粒、聚乙烯吡咯烷酮以及總重 量6倍的乙醇混合，在125°C下攪拌加熱55min至均勻，得活化材料備用； (2) 將活化材料、碳酸氫銨混合，并采用高壓均質(zhì)機(jī)處理I. 5h，之后高溫煅燒2. 5h加工 成型，得帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料備用； (3) 將纖維內(nèi)鈣、聚丙烯氯化銨離子液、多壁鈦酸鹽納米纖維以及總重量3-5倍的磁 活化水混合，在41°C下加熱攪拌2. 5h得可以磁化的均勻混合液備用； (4) 將帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料放入可以磁化的均勻混合液，磁化處理6h，得復(fù) 合材料備用； (5) 將復(fù)合材料、骨膠原、正硅酸溶液混合，慢速攪拌2. 5h得，然后在90°C下烘干13h， 即得。
[0014] 實(shí)施例3 : 一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料，包括由下列重量份的原料：牡蠣殼超 微粉50、生物活性陶瓷顆粒20、壓電相陶瓷顆粒22、聚乙烯吡咯烷酮6、碳酸氫銨6. 5、纖維 內(nèi)鈣12、骨膠原50、正硅酸溶液20、聚丙烯氯化銨離子液17、多壁鈦酸鹽納米纖維23、適量 的乙醇、適量的磁活化水。
[0015] -種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將牡蠣殼超微粉、生物活性陶瓷顆粒、壓電相陶瓷顆粒、聚乙烯吡咯烷酮以及總重 量6倍的乙醇混合，在125°C下攪拌加熱55min至均勻，得活化材料備用； (2) 將活化材料、碳酸氫銨混合，并采用高壓均質(zhì)機(jī)處理I. 5h，之后高溫煅燒2. 5h加工 成型，得帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料備用； (3) 將纖維內(nèi)鈣、聚丙烯氯化銨離子液、多壁鈦酸鹽納米纖維以及總重量3-5倍的磁 活化水混合，在41°C下加熱攪拌2. 5h得可以磁化的均勻混合液備用； (4) 將帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料放入可以磁化的均勻混合液，磁化處理6h，得復(fù) 合材料備用； (5) 將復(fù)合材料、骨膠原、正硅酸溶液混合，慢速攪拌2. 5h得，然后在90°C下烘干13h， 即得。
[0016] 上述實(shí)施例1-3制得的股骨修復(fù)仿生材料的主要性能參數(shù)測試結(jié)果如表1所示。
[0017] 表1實(shí)施例1-3制得股骨修復(fù)仿生材料的主要性能參數(shù)
由上表可知，本發(fā)明的股骨修復(fù)仿生材料在生物體內(nèi)具有良好的生物相容性能有有效 的用于股骨修復(fù)，同時(shí)具有成本低的特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料，其特征在于，包括由下列重量份的 原料：牡蠣殼超微粉40-50、生物活性陶瓷顆粒20-24、壓電相陶瓷顆粒22-28、聚乙烯吡咯 烷酮5-7、碳酸氫銨6-7、纖維內(nèi)鈣10-14、骨膠原50-54、正硅酸溶液20-22、聚丙烯氯化銨離 子液15-19、多壁鈦酸鹽納米纖維21-25、適量的乙醇、適量的磁活化水。2. -種如權(quán)利要求1所述的用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料的制備方法，其 特征在于，包括以下步驟： (1) 將牡蠣殼超微粉、生物活性陶瓷顆粒、壓電相陶瓷顆粒、聚乙烯吡咯烷酮以及總重 量5-7倍的乙醇混合，在120-130°C下攪拌加熱50-60min至均勻，得活化材料備用； (2) 將活化材料、碳酸氫銨混合，并采用高壓均質(zhì)機(jī)處理l_2h，之后高溫煅燒2-3h加工 成型，得帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料備用； (3) 將纖維內(nèi)鈣、聚丙烯氯化銨離子液、多壁鈦酸鹽納米纖維以及總重量3-5倍的磁 活化水混合，在40-42°C下加熱攪拌2-3h得可以磁化的均勻混合液備用； (4) 將帶微孔的高強(qiáng)度生物壓電材料放入可以磁化的均勻混合液，磁化處理5-7h，得 復(fù)合材料備用； (5) 將復(fù)合材料、骨膠原、正硅酸溶液混合，慢速攪拌2-3h得，然后在80-KKTC下烘干 12_14h，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于股骨修復(fù)的牡蠣殼生物相容仿生材料以及制備方法，其包括由下列重量份的原料：牡蠣殼超微粉40-50、生物活性陶瓷顆粒20-24、壓電相陶瓷顆粒22-28、聚乙烯吡咯烷酮5-7、碳酸氫銨6-7、纖維內(nèi)鈣10-14、骨膠原50-54、正硅酸溶液20-22、聚丙烯氯化銨離子液15-19、多壁鈦酸鹽納米纖維21-25、適量的乙醇、適量的磁活化水。本發(fā)明采用與人體骨成分接近的牡蠣殼開發(fā)用于股骨修復(fù)生物相容仿生材料，與骨組織具有良好的生物相容性，能夠與骨形成牢固鍵合，能夠有效地促進(jìn)股骨修復(fù)，同時(shí)節(jié)省了成本。牡蠣殼經(jīng)過高溫煅燒的處理，克服了病害細(xì)菌的攜帶，具有環(huán)?？山到獾膬?yōu)勢。
【IPC分類】A61L27/58, A61L27/36, A61L27/48, A61L27/24
【公開號(hào)】CN105126176
【申請?zhí)枴緾N201510602348
【發(fā)明人】高瑞杰
【申請人】高瑞杰
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月21日