基于溫度調(diào)控復(fù)相磷灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于溫度調(diào)控復(fù)相磷灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)制備方法，將羥基磷灰石、聚甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫酸鈉均勻混合，滴入碳酸氫銨溶液攪拌均勻，待烘干后進(jìn)行加熱并保溫，最后通過(guò)控制保溫的溫度實(shí)現(xiàn)復(fù)相磷灰石成分的調(diào)制，即保溫的溫度高低與復(fù)相磷灰石中α‐TCP復(fù)相成分的含量呈正比。本發(fā)明工藝無(wú)需球磨，加熱處理后得到的是羥基磷灰石和α‐TCP復(fù)相成分，制備得到的支架的生物學(xué)性能良好，是替代人體受損硬組織的最佳選擇。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于溫度調(diào)控復(fù)相磯灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及的是一種生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種基于溫度調(diào)控復(fù)相憐 灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 徑基憐灰石是人體骨骼和牙齒的主要無(wú)機(jī)成分，因而具有良好的生物活性，骨誘 導(dǎo)性。多孔徑基憐灰石不僅具備徑基憐灰石的特性，還具有縱橫交錯(cuò)的孔隙，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 輸入和代謝物的排放，從而誘導(dǎo)骨細(xì)胞附著生長(zhǎng)、加快新骨形成、修復(fù)骨組織缺陷。目前制 備多孔材料的方法有模板法、冷凍干燥法、發(fā)泡法、添加造孔劑法等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)必須對(duì)模板進(jìn)行后處理，工藝復(fù)雜，且成品中的主要成分為 徑基憐灰石等諸多技術(shù)缺陷，提出一種基于溫度調(diào)控復(fù)相憐灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu) 制備方法，無(wú)需球磨，加熱處理后得到的是徑基憐灰石和Q-TCP復(fù)相成分，制備得到的支架 的生物學(xué)性能良好，是替代人體受損硬組織的最佳選擇。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明設(shè)及一種基于溫度調(diào)控復(fù)相憐灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)制備方法，將 徑基憐灰石、聚甲基丙締酸甲醋(PMMA)、十二烷基硫酸鋼(SDS)均勻混合，滴入碳酸氨錠溶 液攬拌均勻，待烘干后進(jìn)行加熱并保溫，最后通過(guò)控制保溫的溫度實(shí)現(xiàn)復(fù)相憐灰石成分的 調(diào)制。
[0006] 所述的加熱，溫度優(yōu)選為600~1000°C。
[0007] 所述的加熱，升溫速率優(yōu)選為2°C/min~4°C/min。
[000引所述的保溫，時(shí)間優(yōu)選為3~6小時(shí)。
[0009] 所述的保溫，進(jìn)一步優(yōu)選為先W4°C/min升溫至600°C保溫1小時(shí)，再W2°C/min升 溫至800~900°C保溫3~5小時(shí)。
[0010] 所述的調(diào)制是指:保溫的溫度高低與復(fù)相憐灰石中a-TCP復(fù)相成分的含量呈正比。 [001。 所述的調(diào)制，優(yōu)選為在對(duì)應(yīng)溫度保溫3小時(shí)后得到的a-TCP復(fù)相成分的含量如下表 所示：
[0012]所述方法具體包括W下步驟：
[OOU] 步驟1，依次稱(chēng)取徑基憐灰石、PMMA、SDS、碳酸氨錠；
[0014] 步驟2,將徑基憐灰石、PMMA和SDS放入容器中，機(jī)械攬拌均勻；
[0015] 步驟3,將碳酸氨錠溶于超純水中；
[0016] 步驟4,將碳酸氨錠溶液滴入混合好的粉末中，再次攬拌均勻；
[0017] 步驟6，放入烘箱烘干，烘干后取出塊狀物，放入相蝸中；
[0018] 步驟7,將相蝸放入高溫爐中，升溫至600~1000°C后保溫；
[0019] 步驟8,隨爐冷卻后取出相蝸，得到徑基憐灰石和a-TCP復(fù)相多孔支架。
[0020] 所述的徑基憐灰石，優(yōu)選通過(guò)化學(xué)沉淀法制備而成，具體為:將一水合醋酸巧(Ca (C出C00)2 ·此0)和憐酸二氨鐘化出P〇4)分別溶于高純水中；然后用氨氧化鐘溶液調(diào)節(jié)兩種 溶液抑至7;再取二水合氣化鐘化F · 2此0)溶于憐酸二氨鐘溶液中，將K此P化與KF的混合溶 液，W0.1 mL/s的速度滴加到Ca(C出C00)2溶液中，同時(shí)使用保鮮膜隔絕空氣，避免C〇2參與反 應(yīng)。電磁攬拌地，陳化一夜后，在80°C條件下烘干，得到徑基憐灰石。
[0021] 本發(fā)明設(shè)及上述方法制備得到的基于溫度調(diào)控復(fù)相憐灰石成分的復(fù)相多孔支架 結(jié)構(gòu)，其組分及含量為:徑基憐灰石和a-TCP復(fù)相，其中a-TCP(wt%)的含量為(0,52wt%)。
[0022] 所述的徑基憐灰石為氣取代部分徑基的氣化徑基憐灰石，a-TCP為具有單斜晶體 結(jié)構(gòu)、分子式為化3(P化)2的化合物。
[0023] 本發(fā)明設(shè)及上述復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，具體為用于制作人造骨組織。 技術(shù)效果
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明未使用任何模板，支架為徑基憐灰石和a-TCP復(fù)相成分。 工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作。由于Q-TCP相比于徑基憐灰石與β-TCP生物性能更優(yōu)，所W本發(fā)明 的復(fù)相多孔支架生物相容性與生物降解性均好于單純徑基憐灰石支架或徑基憐灰石與0- TCP雙相支架，可選作新一代骨替代材料。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1合成的復(fù)相憐灰石多孔支架的XR的普?qǐng)D；
[0026] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2合成的復(fù)相憐灰石多孔支架的XR的普?qǐng)D；
[0027] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3合成的復(fù)相憐灰石多孔支架的XR的普?qǐng)D。
【具體實(shí)施方式】 實(shí)施例1
[002引本實(shí)施例包括W下步驟：
[0029] 步驟1，按8:6:11:3重量份比例稱(chēng)取憐灰石、PMMA、SDS和碳酸氨錠；
[0030] 步驟2,將徑基憐灰石、PMMA和SDS放入玻璃容器中，用機(jī)械攬拌均勻；
[0031 ]步驟3,將碳酸氨錠按1:1溶于超純水中；
[0032] 步驟4,將碳酸氨錠溶液滴入混合好的粉末中，攬拌均勻；
[0033] 步驟6，放入烘箱，7(TC烘干，烘干后取出塊狀物，放入相蝸中；
[0034] 步驟7，將相蝸放入高溫加熱爐中，4°C/min升溫至600°C保溫0.5小時(shí)；
[0035] 步驟8，繼續(xù)W 2 Γ /min升溫至800 Γ保溫3小時(shí)；
[0036] 步驟9,隨爐冷卻后取出相蝸，得到徑基憐灰石和a-TCP(巧wt%)復(fù)相成分的多孔 支架。
[0037] 本實(shí)施例設(shè)及上述方法制備得到的產(chǎn)物的XR的普?qǐng)D如圖1所示。
[0038] 本實(shí)施例W氣部分取代徑基的憐灰石為主相，熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于普通徑基憐灰石。 實(shí)施例2
[0039] 本實(shí)施例包括W下步驟：
[0040] 步驟1，按8:6:11:3重量份比例稱(chēng)取徑基憐灰石、PMMA、SDS和碳酸氨錠；
[0041 ]步驟2，將徑基憐灰石、PMMA和SDS放入玻璃容器中，用機(jī)械攬拌均勻；
[0042] 步驟3,將碳酸氨錠按1:1溶于超純水中；
[0043] 步驟4,將碳酸氨錠溶液滴入混合好的粉末中，攬拌均勻；
[0044] 步驟6，放入烘箱，7(TC烘干，烘干后取出塊狀物，放入相蝸中；
[0045] 步驟7，將相蝸放入高溫加熱爐中，4°C/min升溫至600°C保溫0.5小時(shí)；
[0046] 步驟8，繼續(xù)W 2 °C /min升溫至860°C保溫5小時(shí)；
[0047] 步驟9,隨爐冷卻后取出相蝸，得到徑基憐灰石（58%)和a-TCP(42%)復(fù)相的多孔 支架。
[0048] 本實(shí)施例設(shè)及上述方法制備得到的產(chǎn)物的XR的普?qǐng)D如圖2所示。
[0049] 本實(shí)施例由徑基憐灰石和a-TCP兩相組成，其生物相容性與生物降解性均好于HA 與β-TCP兩相共混物，其中a-TCP相具有良好的骨傳導(dǎo)性與骨誘導(dǎo)性，在骨組織工程領(lǐng)域具 應(yīng)用前景。 實(shí)施例3
[0050] 本實(shí)施例包括W下步驟：
[0化1 ] 步驟1，按8:6:11:3重量份比例稱(chēng)取徑基憐灰石、PMMA、SDS和碳酸氨錠；
[0052] 步驟2,將徑基憐灰石、PMMA和SDS放入玻璃容器中，用機(jī)械攬拌均勻；
[0053] 步驟3,將碳酸氨錠按1:1溶于超純水中；
[0054] 步驟4,將碳酸氨錠溶液滴入混合好的粉末中，攬拌均勻；
[0055] 步驟6，放入烘箱，7(TC烘干，烘干后取出塊狀物，放入相蝸中；
[0化6] 步驟7，將相蝸放入高溫加熱爐中，4°C/min升溫至60(TC保溫1小時(shí)；
[0化7] 步驟8，繼續(xù)W 2 Γ /min升溫至900 Γ保溫4小時(shí)；
[005引步驟9,隨爐冷卻后取出相蝸，得到按徑基憐灰石（55 % )和α-TCP(45%)復(fù)相的多 孔支架。
[0059] 本實(shí)施例設(shè)及上述方法制備得到的產(chǎn)物的XR的普?qǐng)D如圖3所示。
[0060] 本實(shí)施例a-TCP相所占比例數(shù)量增加，生物降解性好于前兩實(shí)施例，植入人體后反 應(yīng)溫和，降解迅速易于吸收，且不會(huì)造成局部酸堿性失調(diào)，為優(yōu)質(zhì)骨替代材料。
[0061] 上述具體實(shí)施可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明原理和宗旨的前提下W不同 的方式對(duì)其進(jìn)行局部調(diào)整，本發(fā)明的保護(hù)范圍W權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)且不由上述具體實(shí)施所 限，在其范圍內(nèi)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于溫度調(diào)控復(fù)相磷灰石成分的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，將 羥基磷灰石、聚甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫酸鈉均勻混合，滴入碳酸氫銨溶液攪拌均勻， 待烘干后進(jìn)行加熱并保溫，最后通過(guò)控制保溫的溫度實(shí)現(xiàn)復(fù)相磷灰石成分的調(diào)制，即保溫 的溫度高低與復(fù)相磷灰石中α-TCP復(fù)相成分的含量呈正比。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的加熱，溫度為600~KKKTC。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是，所述的加熱，升溫速率為2°C/min~4 °C/min〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的保溫，時(shí)間為3~6小時(shí)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的制備方法，其特征是，所述的保溫，具體先以4°C/min升溫 至600 °C保溫1小時(shí)，再以2 °C /min升溫至800~900 °C保溫3~5小時(shí)。6. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征是，所述的調(diào)制是指:在對(duì)應(yīng)溫度保 溫3小時(shí)后得到的a-TCP復(fù)相成分的含量如下表所示7. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征是，所述方法具體包括以下步驟： 步驟1，依次稱(chēng)取羥基磷灰石、PMMA、SDS、碳酸氫銨； 步驟2，將羥基磷灰石、PMMA和SDS放入容器中，機(jī)械攪拌均勻； 步驟3,將碳酸氫銨溶于超純水中； 步驟4,將碳酸氫銨溶液滴入混合好的粉末中，再次攪拌均勻； 步驟6，放入烘箱烘干，烘干后取出塊狀物，放入坩堝中； 步驟7，將坩堝放入高溫爐中，升溫至600~1000°C后保溫； 步驟8,隨爐冷卻后取出坩堝，得到羥基磷灰石和a-TCP復(fù)相多孔支架。8. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征是，所述的羥基磷灰石，具體通過(guò)以 下方式制備得到:將一水合醋酸鈣和磷酸二氫鉀分別溶于高純水中；然后用氫氧化鉀溶液 調(diào)節(jié)兩種溶液pH至7;再取二水合氟化鉀溶于磷酸二氫鉀溶液中，將KH 2P〇4與KF的混合溶液， 以O(shè).lmL/s的速度滴加到Ca(CH3COO)2溶液中，同時(shí)使用保鮮膜隔絕空氣，避免C0 2參與反應(yīng)， 電磁攪拌4h，陳化一夜后，在80 °C條件下烘干，得到羥基磷灰石。9. 一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述方法制備得到的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)，其特征在于， 組分及含量為:羥基磷灰石和α-TCP復(fù)相，其中α-TCP的質(zhì)量百分比含量為(0,52%)。10. -種根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一所述的復(fù)相多孔支架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其特征在于，用于 制作人造骨組織。
【文檔編號(hào)】A61L27/42GK105920673SQ201610329235
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】饒群力, 饒曼琦
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)