本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)用材料技術領域的方法，具體是一種α-TCP[α-磷酸三鈣]與α- CSH[α-半水硫酸鈣]復合的骨水泥多孔支架的制備方法，混合α-TCP、α- CSH粉末和適當比例的填充致孔劑如可溶性鹽粒、糖粒，將上述粉末用壓片機在適當模具中壓制成型后直接置于水中固化，同時溶解致孔劑，制備得到α-TCP與α- CSH復合的骨水泥多孔支架。

背景技術：

磷酸鈣類骨水泥由于其具備良好的生物相容性和骨誘導性，在人工骨修復材料領域得到了廣泛的應用。在修復骨損傷的過程中，磷酸鈣骨水泥在生物體內具有一定的生物降解性，材料降解釋放的鈣、磷元素能為骨骼生長提供充足的原料，最終達到新生骨完全替代人工骨的過程。但臨床發(fā)現，磷酸鈣骨水泥的降解速率過于緩慢，常常與新骨生長速率不匹配，反而延長了骨創(chuàng)傷部位的愈合時間。硫酸鈣骨類骨水泥也是一種可降解人工骨修復材料，具備良好的生物相容性和骨傳導性。研究表明，由于α- CSH骨水泥在體內降解較快，與α-TCP復合使用，可使骨水泥的生物降解性具備一定可控性，使材料的降解速度與新骨生長速度更匹配[Mao K, Cui F, Li J, et al, Journal of Biomaterials Applications, 2012]。

作為植入類骨修復材料，骨水泥的多孔性可增加材料的表面積，一方面可為細胞粘附提供更大的面積，有助于細胞粘附，并允許血管組織向內生長[Yao Jun, et al, Biomaterials, 2005]，另一方面有利于材料和體液充分接觸，加快材料的降解。傳統的鹽析法步驟復雜，致孔時通常將粉末與致孔劑混合后加固化液定型，再浸出致孔劑，過程緩慢且致孔均一程度不高，無法批量生產。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種以壓片法制備的α-TCP/α- CSH復合骨水泥多孔支架，具備良好的多孔性和力學性能，同時制備方法簡便，適合批量生產。本發(fā)明的目的在于提供一種α-TCP/α- CSH復合骨水泥多孔支架的制備方法，使其具備優(yōu)異的性能的同時，大大簡化了制備過程，適合擴大生產。

壓片法制備α-磷酸三鈣/α-半水硫酸鈣骨水泥多孔支架，其特征在于，包含以下步驟：

（1）采用固相反應法將原料磷酸氫鈣與碳酸鈣按摩爾比2:1充分混合后，在1250-1400℃煅燒2-4h并急速冷卻至室溫，制備α-TCP粉末，產物經濕法球磨控制粒徑在2-4μm；將二水硫酸鈣50g置于150mL蒸餾水中，加入檸檬酸鈉0.225g及硫酸鎂3g，以上比例的反應物在密閉容器中加熱至130℃反應6h后熱過濾干燥制備α-CSH粉末；

（2）上述α-TCP、α-CSH粉末按質量比9:1到5:5混合，以粒徑為100-300μm可溶性鹽?；蛱橇橹驴讋瑢⒎勰┏浞只旌现?，使用壓片機通過合適的模具壓制成型，于37℃水浴中浸泡，固化的同時除去致孔劑，制備骨水泥多孔支架。

步驟（1）所述的固相反應法的原料混合方式為使用無水乙醇為介質的濕法球磨，轉速為450rpm，球磨時間為1-4h，球料比為質量比3:1。

步驟（2）所述的鹽?；蛱橇５墨@得方式是使用研缽研磨或干法球磨粉碎后過篩，得到粒徑為100-300μm的顆粒。

步驟（2）所述的致孔劑的混合比例為質量分數50-80%，混合方式為干法球磨。

步驟（2）所述的模具為直徑6-10mm的圓柱形模具，于37℃水浴中浸泡時間為24h以上。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現：將摩爾比為2:1的磷酸氫鈣與碳酸鈣粉末充分混合；采用固相反應法，控制反應條件，制備得到作為α-TCP粉末；將二水硫酸鈣粉末分散于純水中，加入檸檬酸鈉和硫酸鎂作為轉晶劑，反應得到α- CSH粉末；研磨并過篩得到粒徑大小100-300μm的鹽顆粒或糖顆粒，與α-TCP及α- CSH粉末按比例充分混合制備出骨水泥粉末；使用壓片機將上述粉末通過特定模具壓制成所需形狀，脫模取出得到人工骨顆粒；將該骨顆粒置于純水中，使其充分固化，同時該過程中填充致孔劑完全析出，取出后置于60℃烘箱中干燥，制備得到α-TCP/α- CSH復合骨水泥多孔支架。

本發(fā)明包括以下步驟：

1、將磷酸氫鈣與碳酸鈣混合均勻，其為摩爾比2:1。所述混合方式為使用無水乙醇為混合介質的球磨混合，轉速450rpm，球磨時間為1-4h，混合后的懸濁液通過旋轉蒸發(fā)除去乙醇后放入60℃烘箱中干燥。

2、將干燥后的磷酸氫鈣與碳酸鈣混合物在1250-1400℃爐中鍛燒2-4h后取出，在鼓風環(huán)境下急速冷卻，得到α-TCP粉末，之后使用濕法球磨的方式得到粒徑均一的α-TCP粉末，其粒徑范圍在2-4μm。

3、將二水硫酸鈣50g置于150mL蒸餾水中，加入檸檬酸鈉0.225g及硫酸鎂3g，在密閉容器中加熱至130℃反應6h，反應結束后，迅速發(fā)掉蒸汽，將混合液進行熱過濾，置于130℃烘箱中干燥，制備得到α- CSH粉末。

4、粗鹽?；蛱橇Ｑ心ズ筮^篩，篩分出粒徑大小在100-300μm范圍內的顆粒。所述研磨方式可為使用研缽研磨或干法球磨。

5、將α-TCP、α- CSH、填充劑粉末按比例混合，其中α-TCP與α- CSH的質量比在9:1到5:5之間，填充物所占的總質量比為50%-80%。所述混合方式為干法球磨。

6、使用壓片機將上述粉末通過模具壓制成所需形狀，脫模取出得到人工骨顆粒。所述模具可為直徑6-10mm的圓柱體。

7、將所得骨顆粒放入37℃水浴中，使其充分固化同時除去填充致孔劑，取出后置于60℃烘箱中干燥，制備得到α-TCP/α- CSH復合骨水泥多孔支架。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、使用α- CSH調節(jié)α-TCP骨水泥的降解周期，同時采用壓片法制備得到多孔支架，使其降解速率與新骨生長速率更匹配，進而促進骨組織的愈合。

2、制備方法簡便，減少了骨水泥固化液的配制，所用原料簡單，適于大量生產。

附圖說明

圖1、圖2是本技術所制備骨水泥多孔支架的SEM電鏡掃描結果，孔徑大小為50-300nm，微觀結果顯示α-TCP、α- CSH通過充分的水化反應結晶得到了良好的生長。

具體實施方式

以下實施例以發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍并不限于下述的實施例。

實施例1：

（1）α-TCP粉末制備：

按摩爾比2:1稱量磷酸氫鈣粉末和碳酸鈣粉末，使用適量無水乙醇為介質濕法球磨，轉速400rpm，球磨時間4h，球磨珠與粉末質量比為3:1。原料混合液通過旋轉蒸發(fā)除去乙醇，置于60℃烘箱中干燥24h。將干燥后的粉末置于馬弗爐中，1400℃煅燒2h后取出，在鼓風環(huán)境下急速冷卻。將冷卻后的粉末以無水乙醇為介質濕法球磨，轉速400rpm，球磨時間為6h，球磨珠與粉末質量比為4:1。粉末懸濁液置于80℃烘箱中充分干燥，制備得到α-TCP粉末。

（2）α- CSH制備：

將二水硫酸鈣50g置于150mL蒸餾水中，加入檸檬酸鈉0.225g及硫酸鎂3g，在密閉容器中加熱至130℃反應6h，反應結束后，迅速發(fā)掉蒸汽，將混合液進行熱過濾，置于130℃烘箱中干燥，制備得到α- CSH粉末。

實施例2：

將實施例1制備的α-TCP、α- CSH粉末按質量比7:3混合，再與粒徑為100-300μm鹽粒按質量比5：5混合，得到骨水泥粉末，將上述粉末置于直徑為6mm的圓柱形模具中，使用壓片機充分壓實，脫模后置于37℃水浴浸泡24h除去鹽粒，得到骨水泥多孔支架。其SEM電鏡掃描結果如圖1、圖2所示，測得其孔隙率為46%，抗壓強度10MPa。

實施例3;

將實施例1制備的α-TCP、α- CSH粉末按質量比7:3混合，再與粒徑為100-300μm鹽粒按質量比3:7混合，得到骨水泥粉末，將上述粉末置于直徑為6mm的圓柱形模具中，使用壓片機充分壓實，脫模后置于37℃水浴浸泡24h除去鹽粒，得到骨水泥多孔支架。測得其孔隙率為83%，抗壓強度5MPa。