專利名稱：一種可吸收復(fù)合生物材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合生物材料及制備方法，尤其涉及一種生物玻璃/殼聚糖/聚乳酸復(fù)合生物材料及制備方法。
背景技術(shù)：
骨內(nèi)固定器是治療骨科疾病不可缺少的醫(yī)療器械，目前常用的內(nèi)固定器有金屬材料或可吸收高分子材料。金屬材料存在著需二次手術(shù)取出；彈性模量較高，應(yīng)力遮擋效應(yīng)，體內(nèi)異物等問(wèn)題。最常用的可吸收材料聚乳酸存在著降解產(chǎn)物為酸性小分子化合物，導(dǎo)致局部炎癥反應(yīng)，此外聚乳酸也無(wú)骨誘導(dǎo)和骨傳導(dǎo)活性。生物玻璃(BG)是一類性能優(yōu)良的生物材料，具有良好的生物相容性、骨傳導(dǎo)活性和骨誘導(dǎo)活性，作為骨修復(fù)材料能在植入界面引發(fā)特殊的生物學(xué)反應(yīng)，可以在材料與骨組織界面之間形成化學(xué)鍵合，誘導(dǎo)骨的修復(fù)與再生。但其機(jī)械性能不佳，力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較低，并不適合承重部位的骨修復(fù)。殼聚糖(CS)是一種可降解的天然生物多糖，具有促進(jìn)凝血和傷口愈合、調(diào)節(jié)免疫力、抗癌、抑制血糖升高和降低血脂等作用。與人體生物相容性良好，但缺乏骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)活性。單獨(dú)使用力學(xué)強(qiáng)度不理想。特別是在體內(nèi)濕態(tài)環(huán)境下由于吸水性太強(qiáng)造成力學(xué)強(qiáng)度損失很快。其降解產(chǎn)物為氨基葡萄糖，呈弱堿性。聚乳酸(PLLA)是一種新型的生物可降解材料，具有良好的機(jī)械性能、生物相容性、可降解、可吸收性。但是聚乳酸無(wú)生物活性，且其酸性降解產(chǎn)物會(huì)引起體內(nèi)炎癥反應(yīng)，造成局部組織的損傷。綜上分析可以看出單一的生物玻璃、殼聚糖和聚乳酸都不是理想的骨科生物材料。而三者的復(fù)合制得的生物玻璃/殼聚糖/聚乳酸(BG/CS/PLLA)復(fù)合材料有望通過(guò)三者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，成為較為理想的骨科生物材料。聚乳酸的酸性降解產(chǎn)物可以被BG和CS的降解產(chǎn)物緩沖，降低局部炎癥反應(yīng)；同時(shí)BG和CS可以改善PLLA的疏水表面。CS快速降解后形成的多孔結(jié)構(gòu)有利于骨組織的長(zhǎng)入；BG良好的骨誘導(dǎo)和骨傳導(dǎo)活性可提供良好的骨細(xì)胞粘附增殖的生長(zhǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)材料降解同時(shí)骨長(zhǎng)入替代的固定愈合效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可吸收復(fù)合生物材料及其制備方法，制備的可吸收復(fù)合生物材料具有高強(qiáng)度、生物相容性好，并具有骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)活性，是一種理想的骨科生物材料。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種可吸收復(fù)合生物材料，其特征在于，制得的該可吸收復(fù)合生物材料由以下原料按質(zhì)量百分比構(gòu)成生物玻璃10% 50%，殼聚糖5% 10%，聚乳酸40% 85%，原料的總和為 100%ο其中，所述的生物玻璃為CaO-P2O5-SiO2鈣磷硅系生物活性玻璃或Na2O-CaO-P2O5-SiO2系生物活性玻璃；且為燒結(jié)或溶膠凝膠法制備的粒徑范圍在
O.001-500 μ m的醫(yī)用生物材料級(jí)微粒。所述的殼聚糖為粒徑在100 μ πΓ300 μ m的醫(yī)用生物材料級(jí)微粒。所述的聚乳酸為聚L-乳酸或聚(D，L)-乳酸，或聚L-乳酸和聚(D，L)-乳酸的共聚物。上述可吸收復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于，將配方量的生物玻璃、殼聚糖和聚乳酸進(jìn)行混合，然后經(jīng)熱模壓或熱擠出制成。其中，熱模壓的加工溫度為70°C 230°C，熱模壓的壓力為O. IMpa 20Mpa。所述熱擠出的加工溫度為70°C 230°C。

本發(fā)明的可吸收復(fù)合生物材料，具有生物相容性好、有生物活性、可降解和高強(qiáng)度?？芍瞥筛鞣N骨科固定器械，例如骨釘、內(nèi)固定板、椎間融合器等。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。按照本發(fā)明的技術(shù)方案，本實(shí)施例給出一種用于骨科的可吸收復(fù)合生物材料。該可吸收復(fù)合生物材料的原料選擇生物玻璃、殼聚糖、聚乳酸，按質(zhì)量百分比計(jì)，生物玻璃10% 50%，殼聚糖5% 10%，聚乳酸40% 85%。其中，聚乳酸為聚L-乳酸或聚(D，L)-乳酸或該兩者的共聚物。生物玻璃為CaO-P2O5-SiO2鈣磷硅系生物活性玻璃或Na2O-CaO-P2O5-SiO2系生物玻璃，為燒結(jié)或溶膠凝膠法制備的粒徑為O. 001 μ m 500 μ m的醫(yī)用生物材料級(jí)微粒；殼聚糖為粒徑在100 μ m 300 μ m的醫(yī)用生物材料級(jí)微粒。制備的方法為將配方量的生物玻璃、殼聚糖、聚乳酸進(jìn)行混合，然后經(jīng)熱模壓或熱擠出制成； 熱模壓的加工方法是，將混合后的材料加到模具中，然后加熱到一定溫度，合適的溫度是70°C 230°C，適宜的溫度范圍是185°C 210°C。然后加壓至一定壓力，合適的壓力范圍是O. IMPa 20MPa，適宜的壓力范圍是2MPa IIMPa，熱模壓成型后經(jīng)冷卻即可得到可吸收復(fù)合生物材料，經(jīng)加工，得到各種骨科固定器械包括骨釘、內(nèi)固定板、椎間融合器等。熱擠出的加工方法是，將上述混合后的材料加到擠出機(jī)中，進(jìn)行加工成型。擠出機(jī)料筒合適的溫度范圍為140°C 220°C。以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I :將40克經(jīng)過(guò)球磨后平均粒徑為100 μ m的CaO-P2O5-SiO2鈣磷硅系生物玻璃與10克粒徑為150 μ m殼聚糖和50克分子量為40萬(wàn)左右的聚L-乳酸通過(guò)機(jī)械混合得到復(fù)合材料。將復(fù)合材料置于模具中，溫度加熱至185°C。進(jìn)行熱模壓，熱模壓的壓力為lOMPa，保壓20分鐘，冷卻得到成型材料，經(jīng)力學(xué)性能測(cè)試，壓縮強(qiáng)度為113. 5Mpa，彈性模量為6. 4GPa。然后通過(guò)機(jī)械加工的方法制成骨釘。實(shí)施例2 將20克經(jīng)過(guò)球磨后平均粒徑為100 μ m的Na20-Ca0-P205_Si02系生物玻璃與10克粒徑為150 μ m殼聚糖和70克分子量為40萬(wàn)左右的聚(D，L)-乳酸通過(guò)機(jī)械混合得到復(fù)合材料。將復(fù)合材料置于擠出機(jī)中，擠出機(jī)料筒的溫度為180°C，得到成型材料經(jīng)力學(xué)性能測(cè)試，壓縮強(qiáng)度為105. 7Mpa，彈性模量為5. 6GPa。然后通過(guò)機(jī)械加工的方法制成內(nèi)固定板。實(shí)施例3 本實(shí)施例與實(shí)施例I所不同的是，聚乳酸采用聚L-乳酸合聚(D，L)-乳酸的共聚物，其力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為壓縮強(qiáng)度為111. 6MPa，彈性模量為6. 2GPa，其它同實(shí)施例I。實(shí)施例4 本實(shí)施例與實(shí)施例2所不同的是，Na2O-CaO-P2O5-SiO2系生物玻璃的用量為50克，殼聚糖的用量為5克，聚乳酸采用聚L-乳酸合聚(D，L)-乳酸的共聚物，用量為45克，其力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為壓縮強(qiáng)度為108. 6MPa,彈性模量為6. 8GPa，其它同實(shí)施例2。·
權(quán)利要求
1.一種可吸收復(fù)合生物材料，其特征在于，制得的該可吸收復(fù)合生物材料由以下原料按質(zhì)量百分比構(gòu)成生物玻璃10% 50%，殼聚糖5% 10%，聚乳酸40% 85%，原料的百分比之和為100%。
2.如權(quán)利要求I所述的可吸收復(fù)合生物材料，其特征在于，所述的生物玻璃為CaO-P2O5-SiO2鈣磷硅系生物活性玻璃或Na2O-CaO-P2O5-SiO2系生物玻璃；且為燒結(jié)或溶膠凝膠法制備的粒徑范圍在O. 001 μ m-500 μ m的醫(yī)用生物材料級(jí)微粒。
3.如權(quán)利要求I所述的可吸收復(fù)合生物材料，其特征在于，所述的聚乳酸為聚L-乳酸或聚(D，L)-乳酸，或聚L-乳酸和聚(D，L)-乳酸的共聚物。
4.如權(quán)利要求I所述的可吸收復(fù)合生物材料，其特征在于，所述的所述的殼聚糖為粒徑在100 μ πΓ300 μ m的醫(yī)用生物材料級(jí)微粒。
5.權(quán)利要求f4其中之一所述的可吸收復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于，將配方量的生物玻璃、殼聚糖和聚乳酸進(jìn)行混合，然后經(jīng)熱模壓或熱擠出制成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述熱模壓的加工溫度為70°C 230°C，熱模壓的壓力為O. IMpa 20Mpa。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述熱模壓的加工溫度為185°C 210°C，熱模壓的壓力為2MPa I IMpa。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述熱擠出的加工溫度為140°C 220°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可吸收復(fù)合生物材料，制得的該可吸收復(fù)合生物材料由以下原料按質(zhì)量百分比構(gòu)成生物玻璃10%~50%，殼聚糖5%~10%，聚乳酸40%~85%，原料的總和為100%。其中聚乳酸為聚L-乳酸或聚(D，L)-乳酸或該兩者的共聚物。具有生物相容性好、有生物活性、可降解和高強(qiáng)度。其制備方法是將配方量的生物玻璃、殼聚糖和聚乳酸進(jìn)行混合，然后經(jīng)熱模壓或熱擠壓制成。
文檔編號(hào)A61L27/10GK102772830SQ20121025538
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者于龍, 劉峙辰, 吳劍維, 吳子祥, 張揚(yáng), 李陽(yáng), 藏淵, 雷偉 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)