本發(fā)明屬于可植入醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種骨骼內(nèi)固定材料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口老齡化，骨科創(chuàng)傷患者逐年增加。目前，金屬制品仍然是臨床應(yīng)用最為廣泛的骨折固定物；然而，金屬內(nèi)固定物存在一系列應(yīng)用缺陷，如：（1）金屬內(nèi)固定物強(qiáng)度遠(yuǎn)大于皮質(zhì)骨，產(chǎn)生應(yīng)力遮擋，不利于骨折愈合；（2）金屬內(nèi)固定會(huì)干擾ct與核磁共振成像，影響術(shù)后觀察；（3）金屬內(nèi)固定物通常需要二次手術(shù)取出，存在手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和感染等一系列并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，給患者帶來心理恐懼和額外病痛，臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)金屬內(nèi)固定物相比，可吸收內(nèi)固定材料在生物力學(xué)性能、組織相容性、降解性能和術(shù)后影像學(xué)檢查等方面均優(yōu)于金屬材料，對(duì)骨折創(chuàng)傷病患的治療和預(yù)后大有裨益，在骨科臨床應(yīng)用領(lǐng)域得到迅速發(fā)展。合理應(yīng)用可吸收生物內(nèi)固定材料，必定能為國家、為患者降低醫(yī)療負(fù)擔(dān)，同時(shí)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

機(jī)體對(duì)內(nèi)固定植入材料要求非常嚴(yán)格，應(yīng)從其力學(xué)性能及生物學(xué)相容性方面考慮。一般認(rèn)為，良好的內(nèi)固定材料應(yīng)具備以下幾個(gè)條件：（1）具有良好的力學(xué)性能，如較高的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度及較好的耐疲勞性、與骨相近的彈性模量等，可根據(jù)不同的骨質(zhì)、骨骼形狀和彎曲度進(jìn)行調(diào)整。（2）材料無毒、無熱源反應(yīng)、不致癌、不致畸、不引起過敏反應(yīng)或干擾肌體的免疫機(jī)制，溶出物及可滲出物低。不會(huì)造成二次傷害。（3）良好的生物穩(wěn)定性，保證在骨組織的愈合期內(nèi)性能穩(wěn)定以確保良好愈合便于滅菌和消毒?，F(xiàn)有的內(nèi)固定材料主要有羥基磷灰石和聚乳酸材料，聚乳酸雖然具有良好的生物活性和生物降解性，是一種很有應(yīng)用前景的醫(yī)用可降解吸收高分子材料。但單純以聚乳酸為原料制備的骨折內(nèi)固定物，還存在制作工藝復(fù)雜，局部有無菌性炎癥，強(qiáng)度衰減過快等缺點(diǎn)。磷酸鈣生物陶瓷材料具有良好的生物相容性，其成分與骨的礦物組成類似，但存在脆性大、韌性差及模量過高等缺陷，限制了它在骨科方面的臨床應(yīng)用。所以制備一種在骨骼內(nèi)固定材料固定初期，強(qiáng)度下降緩慢，且對(duì)人體相容性較好的骨骼內(nèi)固定材料很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有骨骼內(nèi)固定材料固定初期，降解速率過快，強(qiáng)度下降較多，且與人體相容性性能較差的問題，提供了一種骨骼內(nèi)固定材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

（1）取豬股骨，破碎得股骨碎塊，按質(zhì)量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并靜置冷卻至室溫，沖洗后干燥，得處理后股骨碎塊，將處理后股骨碎塊煅燒得煅燒物，按質(zhì)量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合球磨，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；

（2）取200～300g魚鱗與500～600ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%碳酸鈉溶液攪拌混合，過濾得濾餅，按質(zhì)量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，超聲振蕩后，過濾得濾液，按質(zhì)量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，待滴加完成后，靜置陳化并離心分離，收集下層沉淀并干燥，得膠原蛋白粉末；

（3）分別稱量15～20g外消旋聚乳酸、1～2g聚乙烯醇和400～500mln-甲基吡咯烷酮和150～200ml去離子水?dāng)嚢杌旌希?jīng)超聲振蕩后，得聚乳酸納米粒懸濁液；

（4）選取5～10g膠原蛋白粉末置于500～600ml去離子水中，攪拌混合并超聲分散得改性液，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液按等體積比混合，過濾得混合濾液，得改性膠凝液，按質(zhì)量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合，研磨后澆注至模具中，經(jīng)干燥脫模，即可制備得一種骨骼內(nèi)固定材料。

步驟（1）所述的煅燒溫度為550～650℃。

步驟（2）所述的氯化鈉溶液滴加速率為1～2ml/min。

步驟（2）所述的離心分離速率為2500～3000r/min。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明通過對(duì)豬骨骨骼進(jìn)行粉碎并制備天然羥基磷灰石，通過天然羥基磷灰石與膠原蛋白復(fù)合，同時(shí)改性聚乳酸材料制備骨骼內(nèi)固定材料，上述物質(zhì)均是與人體相容性較好的物質(zhì)，形成的復(fù)合材料與人體具有優(yōu)異的相容性。

（2）本發(fā)明通過豬股骨制備天然羥基磷灰石，再將胃蛋白酶負(fù)載至磷灰石粉末內(nèi)部孔隙中，經(jīng)膠原蛋白包裹并與經(jīng)膠原蛋白改性的聚乳酸材料，由于膠原蛋白包裹骨骼內(nèi)固定材料，減少骨骼內(nèi)固定材料受人體內(nèi)部體液的腐蝕，提高其初期抗降解強(qiáng)度，同時(shí)膠原蛋白與聚乳酸乳液交聯(lián)并提高其與人體相容性，增強(qiáng)材料初期強(qiáng)度，同時(shí)在膠原蛋白被人體吸收后，內(nèi)部胃蛋白酶釋放，提高內(nèi)固定材料降解速率，改善材料在人體中代謝時(shí)間。

具體實(shí)施方式

首先選取500～800g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質(zhì)量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫1～2h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結(jié)締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗3～5次，在75～80℃下干燥10～12h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于550～650℃馬弗爐保溫煅燒2～3h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質(zhì)量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取200～300g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對(duì)燒杯中添加500～600ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質(zhì)量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在200～300w下超聲振蕩45～60min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質(zhì)量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為1～2ml/min，待滴加完成后，靜置陳化20～24h，在2500～3000r/min下離心分離10～15min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量15～20g外消旋聚乳酸、1～2g聚乙烯醇、400～500mln-甲基吡咯烷酮和150～200ml去離子水置于2l燒杯中，在45～50℃下攪拌混合25～30min后，再在250～300w下超聲振蕩10～15min，隨后保溫?cái)嚢?～5h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取5～10g膠原蛋白粉末置于500～600ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于250～300w下超聲分散10～15min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在45～50℃下攪拌3～5h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質(zhì)量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨1～2h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內(nèi)固定材料。

實(shí)例1

首先選取500g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質(zhì)量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫1h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結(jié)締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗3次，在75℃下干燥10h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于550℃馬弗爐保溫煅燒2h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質(zhì)量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取200g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對(duì)燒杯中添加500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質(zhì)量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在200w下超聲振蕩45min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質(zhì)量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為1ml/min，待滴加完成后，靜置陳化20h，在2500r/min下離心分離10min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量15g外消旋聚乳酸、1g聚乙烯醇、400mln-甲基吡咯烷酮和150ml去離子水置于2l燒杯中，在45℃下攪拌混合25min后，再在250w下超聲振蕩10min，隨后保溫?cái)嚢?h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取5g膠原蛋白粉末置于500ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于250w下超聲分散10min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在45℃下攪拌3h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質(zhì)量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨1h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內(nèi)固定材料。

將本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料用醫(yī)用酒精消毒后，浸泡20h，隨后間患者下肢需固定部位外側(cè)皮膚及皮下組織切開，沿股外側(cè)肌間隔鈍性分離，暴露股骨干后，在股骨中段用電動(dòng)擺鋸將股骨橫向鋸斷，將浸泡后骨骼內(nèi)固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大轉(zhuǎn)子穿出，確認(rèn)固定可靠后，將多余部分剪除，逐層閉合切口，術(shù)后注射青霉素抗感染，80萬單位/次，每天兩次，共注射三天。本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料抗彎強(qiáng)度為125mpa，楊氏模量為4.2gpa，與人體皮質(zhì)骨力學(xué)性能相似，對(duì)成骨細(xì)胞粘附、生長沒有抑制作用，具有優(yōu)異的生物相容性，同時(shí)本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料植入90天后抗彎強(qiáng)度仍有118mpa，具有優(yōu)異的耐初期降解能力。

實(shí)例2

首先選取800g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質(zhì)量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫2h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結(jié)締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗5次，在80℃下干燥12h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于650℃馬弗爐保溫煅燒3h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質(zhì)量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取300g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對(duì)燒杯中添加600ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質(zhì)量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在300w下超聲振蕩60min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質(zhì)量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為2ml/min，待滴加完成后，靜置陳化24h，在3000r/min下離心分離15min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量20g外消旋聚乳酸、2g聚乙烯醇、500mln-甲基吡咯烷酮和200ml去離子水置于2l燒杯中，在50℃下攪拌混合30min后，再在300w下超聲振蕩15min，隨后保溫?cái)嚢?h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取10g膠原蛋白粉末置于600ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于300w下超聲分散15min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在50℃下攪拌5h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質(zhì)量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨2h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內(nèi)固定材料。

將本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料用醫(yī)用酒精消毒后，浸泡20～24h，隨后間患者下肢需固定部位外側(cè)皮膚及皮下組織切開，沿股外側(cè)肌間隔鈍性分離，暴露股骨干后，在股骨中段用電動(dòng)擺鋸將股骨橫向鋸斷，將浸泡后骨骼內(nèi)固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大轉(zhuǎn)子穿出，確認(rèn)固定可靠后，將多余部分剪除，逐層閉合切口，術(shù)后注射青霉素抗感染，80萬單位/次，每天兩次，共注射三天。本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料抗彎強(qiáng)度為130mpa，楊氏模量為4.5gpa，與人體皮質(zhì)骨力學(xué)性能相似，對(duì)成骨細(xì)胞粘附、生長沒有抑制作用，具有優(yōu)異的生物相容性，同時(shí)本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料植入90天后抗彎強(qiáng)度仍有120mpa，具有優(yōu)異的耐初期降解能力。

實(shí)例3

首先選取650g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質(zhì)量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫1.5h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結(jié)締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗4次，在78℃下干燥11h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于600℃馬弗爐保溫煅燒2.5h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質(zhì)量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在375r/min下球磨4h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取250g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對(duì)燒杯中添加550ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質(zhì)量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在250w下超聲振蕩52min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質(zhì)量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為1.5ml/min，待滴加完成后，靜置陳化22h，在2750r/min下離心分離12min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量18g外消旋聚乳酸、1g聚乙烯醇、450mln-甲基吡咯烷酮和175ml去離子水置于2l燒杯中，在48℃下攪拌混合28min后，再在275w下超聲振蕩12min，隨后保溫?cái)嚢?h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取8g膠原蛋白粉末置于550ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于275w下超聲分散12min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在48℃下攪拌4h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質(zhì)量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨1.5h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內(nèi)固定材料。

將本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料用醫(yī)用酒精消毒后，浸泡22h，隨后間患者下肢需固定部位外側(cè)皮膚及皮下組織切開，沿股外側(cè)肌間隔鈍性分離，暴露股骨干后，在股骨中段用電動(dòng)擺鋸將股骨橫向鋸斷，將浸泡后骨骼內(nèi)固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大轉(zhuǎn)子穿出，確認(rèn)固定可靠后，將多余部分剪除，逐層閉合切口，術(shù)后注射青霉素抗感染，80萬單位/次，每天兩次，共注射三天。本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料抗彎強(qiáng)度為128mpa，楊氏模量為4.4gpa，與人體皮質(zhì)骨力學(xué)性能相似，對(duì)成骨細(xì)胞粘附、生長沒有抑制作用，具有優(yōu)異的生物相容性，同時(shí)本發(fā)明制備的骨骼內(nèi)固定材料植入90天后抗彎強(qiáng)度仍有119mpa，具有優(yōu)異的耐初期降解能力。