專利名稱：：生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料、方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料、制備方法及用途，所提供的材料作為人體硬組織缺損填充修復(fù)材料，即作為人體骨和牙缺損填充修復(fù)的生物活性材料，在骨科、牙科和微創(chuàng)治療中的用途。屬于醫(yī)用生物材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：80年代中期Brown和Chow發(fā)明了新型的自固化生物活性骨修復(fù)材料——磷酸f丐骨水泥(CalciumPhosphateCement;CPC)。CPC是指幾種磷酸鹽粉末與調(diào)和液混合，在室溫或者人體的溫度下發(fā)生水化反應(yīng)并能自發(fā)凝固的磷酸鈣(CalciumPhosphate,CP)材料。CPC不同于陶瓷材料，其制備成型、臨床試用一體化，可根據(jù)骨缺損部位任意塑形，手術(shù)操作方便。初期研究成功的CPC水化產(chǎn)物主要以羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)為主，這種CPC凝固之后強(qiáng)度較高，并且生物相容性也較好，但由于HA的降解性較差，導(dǎo)致這類CPC在臨床應(yīng)用上存在降解速度過慢的問題(KOhura等，JBiomedMaterRes1996;30:193-200)。針對(duì)這個(gè)問題，自1987年Mirtchi和Lemaitre等人提出了一種水化產(chǎn)物為磷酸氫f丐(DicalciumPhosphateDihydrate，DCPD)的磷酸鈣骨水泥，這種骨水泥的組成主要為P-磷酸三鈣(P-TricalciumPhosphate,P隱TCP)、a-磷酸三f丐(a-TricalciumPhosphate,a-TCP)、酸性磷酸轉(zhuǎn)(MonocalciumPhosphateMonohydrate，MCPM)和微量的緩凝劑(JLemaitre等，SilicatesIndustriels1987;10:141-146)。由于在體內(nèi)環(huán)境下DCPD的溶解度高于HA，因此這類CPC的降解性相比于HA磷酸鈣骨水泥有顯著的提高，并且這類材料在植入后還具有良好的骨傳導(dǎo)性，即能夠傳導(dǎo)成骨性細(xì)胞遷移和骨組織內(nèi)生長(zhǎng)。但是，這種材料在應(yīng)用上仍然存在著一些缺陷，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面首先，這類磷酸轉(zhuǎn)骨水泥雖然凝固較快，但凝固之后強(qiáng)度很低，只能用于非承重(non-loadbeared)骨缺損的修復(fù)；其次，這種材料與磷酸鈣類陶瓷相似，誘導(dǎo)類骨磷灰石沉積能力差，新生組織只能沿CPC表面或內(nèi)部微孔表面爬行替代，結(jié)合強(qiáng)度和骨傳導(dǎo)能力強(qiáng)度較差。硅酸三鈣(Ca3Si05,TricalciumSilicate,C3S)是波特蘭水泥中的主要成分之一，加入適量的調(diào)和液制備的糊狀物具有任意塑形、自行固化等特點(diǎn)。當(dāng)硅酸三鈣粉體與水接觸，微粒表層溶解并伴隨離子遷移，具有納米孔結(jié)構(gòu)的鈣硅酸鹽水合物凝膠沉積在粉體微粒表面，同時(shí)氫氧化鈣晶粒在水合物凝膠毛細(xì)孔區(qū)成核并長(zhǎng)大；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鈣硅酸鹽水合物凝膠聚合硬化，形成具有一定微孔和強(qiáng)度的塊體材料鈣硅水合物(C-S-H)(Barnes著，iSfrac^-e/e^rmawceo/c柳e"fe.London:AppliedSciencePublishers.1983)。研究表明，與生物活性玻璃和陶瓷類似，硅酸三鈣也具有優(yōu)良的生物活性(Zhao等，MWwi:e"2004;58:2350-2353)。硅酸三l丐粉體與模擬體液接觸，材料表面首先溶解，Ca"和Si(V—進(jìn)入溶液；溶液中Si(V—穩(wěn)定性下降并發(fā)生聚合反應(yīng)，富集在材料表面，在材料表面形成富硅的Si-0網(wǎng)絡(luò)凝膠層；隨著上述反應(yīng)的進(jìn)行和C^+持續(xù)溶解，材料表面附近溶液中的(^2+、OH'濃度提高，隨后通過靜電吸引Ca2+、P043—、HPO,與富硅活性表面作用并吸附在表面，沉積形成鈣磷酸鹽，它們?cè)倥c溶液中的HP042—、C032_、OH'相互作用，鈣磷酸鹽轉(zhuǎn)化形成碳酸羥基磷灰石晶核，這種晶核不斷長(zhǎng)大，形成納米級(jí)的類骨磷灰石層。硅酸三鈣粉體表面誘導(dǎo)沉積的碳酸羥基磷灰石具有人體骨中納米級(jí)針狀磷灰石晶體相同的結(jié)構(gòu)，從而保證了與人體骨組織中的膠原鍵合和外延生長(zhǎng)。此外，硅酸三鈣不僅具有優(yōu)良的生物活性，還具有適度的硅離子釋放和降解性能?；谏鲜鯠CPD磷酸鈣骨水泥和硅酸三鈣各自的特點(diǎn)，本發(fā)明提出的設(shè)想是能否以DCPD磷酸鈣骨水泥為主體，加入適量的硅酸三鈣，以獲得生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料。加入硅酸三鈣主要的作用在于(1)取代DPCD磷酸鈣骨水泥中的緩凝劑成分，同時(shí)提高這種骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度；(2)延緩這種材料水化初期出現(xiàn)的pH值快速下降，從而減輕炎癥;(3)作為生物活性誘導(dǎo)成分，彌補(bǔ)這種磷酸鈣骨水泥生物活性較差的缺陷。從而引導(dǎo)出本發(fā)明的構(gòu)思。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣(CPC/C3S)復(fù)合自固化材料制備方法和用途。它將磷酸鈣骨水泥快速凝固、生物相容性優(yōu)良與具有骨傳導(dǎo)性的特點(diǎn)和硅酸三鈣良好的自固化性能、生物活性和適度的降解性的特點(diǎn)結(jié)合起來，制備出一種新型的生物活性人體骨和牙缺損填充修復(fù)材料；通過調(diào)整復(fù)合材料粉體中硅酸三鈣的含量的比例，可以制備出適合于骨科、口腔科以及微創(chuàng)治療中應(yīng)用的自固化材料?；谏鲜霭l(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種以磷酸鈣骨水泥為主體、加入硅酸三鈣作為生物活性誘導(dǎo)物質(zhì)，以水或各種溶液為調(diào)和液制備的原位固化生物活性材料，并且本發(fā)明還提供了原位固化生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣材料的制備方法以及在骨/牙缺損填充、微創(chuàng)治療方面的用途。本發(fā)明提供的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料既有優(yōu)良的生物活性和生物相容性，又能根據(jù)需要，方便地制備成面團(tuán)狀或者可注射的水泥材料，滿足臨床進(jìn)行骨、牙缺損修復(fù)手術(shù)的多種治療需要。在磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體中磷酸鈣粉體和磷酸水泥緩凝劑組成的混合物，其中磷酸鹽水泥緩凝劑加入的質(zhì)量百分含量為1一10%，磷酸鈣粉體是由磷酸三鈣和酸性磷酸鈣組成，其中磷酸三鈣的質(zhì)量百分含量為1一95%，余量為酸性磷酸鈣；而所述的磷酸鈣則由卩-磷酸三鈣和a-磷酸三鈣兩者按任意比例混合組成。磷酸鹽水泥中各種成份的粉體粒徑定義為1-300|im，優(yōu)先為小于10pm。制備過程為1)磷酸韓粉體的制備a.P-磷酸三鈣粉體的制備以分析純硝酸鈣和磷酸氫二銨為原料，分別配制濃度為0.6mol/L的硝酸鈣溶液和0.4mol/L的磷酸氫二銨溶液。取等體積的上述兩種溶液，在攪拌的情況下將硝酸鈣溶液緩慢滴加至磷酸氫二銨溶液中，并在此過程中使用氨水將混合物的pH值穩(wěn)定在7-9的范圍內(nèi)。待硝酸鈣溶液全部滴加到磷酸氫二銨溶液中后，將所得沉淀在室溫下陳化12小時(shí)以上并進(jìn)行抽濾。之后對(duì)抽濾得到的漿體用去離子水進(jìn)行洗滌抽濾，并在8(TC下干燥24小時(shí)以上。所得到的干燥粉體在800。C煅燒2小時(shí)得到卩-磷酸三纟丐粉體。用XRD鑒定合成粉體為卩-磷酸三鈣粉體，用SEM觀察粉體粒度在1-300|_im。b.a-磷酸三鈣粉體的制備以分析純磷酸氫鈣和碳酸鈣為原料，將二者以純磷酸氫鈣碳酸鈣=2:1的摩爾比進(jìn)行球磨混合，混合均勻后得到的粉體在125(TC下煅燒2-6小時(shí)后置于空氣中快速冷卻即得到a-磷酸三鈣粉體。用XRD鑒定合成粉體為a-磷酸三鈣粉體，用SEM觀察粉體粒度在1-300|im。c.酸性磷酸鈣本發(fā)明采用市售(分析純)酸性磷酸鈣，系中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司提供。d.磷酸鈣水泥粉體的制備將上述磷酸鹽粉體與磷酸鹽水泥緩凝劑進(jìn)行預(yù)混，磷酸鹽水泥緩凝劑加入質(zhì)量百分含量為1—10°/。。2)硅酸鈣粉體的制備以分析純硝酸鈣及正硅酸乙酯為原料，采用溶膠一凝膠法制備硅酸三鈣粉體，首先，去離子水中加入硝酸將溶液pH值控制在1.0-2.0，然后再加入正硅酸乙酯，攪拌。再加入硝酸鈣經(jīng)攪拌、密封、沉化工藝，直至凝膠出現(xiàn)；然后干燥、球磨，再在高溫下煅燒得到硅酸三鈣粉體；3)磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體的制備將上述制備的磷酸鈣水泥粉體和硅酸三鈣粉體按硅酸三鈣質(zhì)量百分含量為1-50%進(jìn)行機(jī)械混合，混合時(shí)間控制在2-4小時(shí)；4)磷生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料的制備將上述合成的磷酸鈣水泥/硅酸三鈣復(fù)合粉體和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，即得到供修復(fù)人體組織缺損的磷酸牽丐/硅酸三鈣自固化材料。本發(fā)明所用的磷酸鈣水泥粉體中的各組分定義為1-300pm的顆粒材料。本發(fā)明所采用的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體是按硅酸三鈣含量l-50wt。/。與磷酸轉(zhuǎn)水泥粉體機(jī)械混合所得到的粉體。本發(fā)明所用的人體骨缺損修復(fù)材料主要由生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體和調(diào)和液調(diào)漿制備成的糊狀物，復(fù)合粉體中硅酸三鈣的質(zhì)量百分含量為1-50%。本發(fā)明所用的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料使用方法為將磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體與調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，即得到用于人體骨缺損修復(fù)的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料。優(yōu)選的液固比例(調(diào)和液/復(fù)合粉體)為0.5:1(質(zhì)量比)。本發(fā)明所用的調(diào)和液是去離子水、無機(jī)鹽(碳酸鹽、氯化鈣、磷酸鹽等)溶液、有機(jī)物溶液(明膠、殼聚糖、透明質(zhì)酸等)及模擬體液中的一種。以上述生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體和調(diào)和液混合后，調(diào)和0.5-1分鐘，得到可作為修復(fù)人體骨缺損填充修復(fù)的相應(yīng)骨水泥糊狀物樣品。復(fù)合自固化材料注射性和凝固時(shí)間的測(cè)定將樣品裝入15mL容量的帶有噴嘴內(nèi)徑。)為2.0mm針頭的注射器，對(duì)其注射性進(jìn)行試驗(yàn)；按磷酸鈣骨水泥常用的測(cè)試方法(HHKXu等，JBiomedMaterRes2004;68A:725-734)，對(duì)上述骨水泥糊狀物的凝固時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。表1生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣糊狀物凝固時(shí)間與其硅酸三轉(zhuǎn)含量的關(guān)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表1的結(jié)果表明，本發(fā)明前述的磷酸鈣/硅酸三鈣糊狀物的凝固時(shí)間隨復(fù)合材料中硅酸三鈣含量的提高而延長(zhǎng)。骨水泥可注射性能研究表明，當(dāng)磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料中硅酸三鈣質(zhì)量含量達(dá)到30-50%，磷酸鈣/硅酸三鈣糊狀物五分鐘之內(nèi)可以完全注射。本發(fā)明的硅酸三鈣含量為30-50°/。的糊狀物材料可以注射并兼顧力學(xué)強(qiáng)度，適于微創(chuàng)手術(shù)；硅酸三鈣含量為1_30%的面團(tuán)狀材料具有快速凝固的特點(diǎn)，能解決大體積骨缺損填充修復(fù)的問題。復(fù)合自固化材料的生物活性測(cè)試對(duì)磷酸鈣/硅酸三鈣固化材料采用體外模擬體液(SBF)浸泡實(shí)驗(yàn)(Kokubo等，J所omWMa^"W^19卯；24:721-734)進(jìn)行生物活性測(cè)試，并對(duì)浸泡后樣品表面進(jìn)行X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征。如圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的磷酸鈣/硅酸三鈣固化材料表面能誘導(dǎo)類骨磷灰石生成，充分表明本發(fā)明提供的磷酸鈣/硅酸三鈣固化材料具有優(yōu)良的生物活性。XRD圖譜還顯示材料表面含有碳酸鈣，這是硅酸三鈣自固化材料水化產(chǎn)物之一——?dú)溲趸}在模擬生理環(huán)境中與碳酸根反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為碳酸鈣，碳酸鈣有利于骨細(xì)胞活性和礦化。復(fù)合自固化材料的體外降解性測(cè)試對(duì)磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料采用磷酸鹽緩沖溶液(PhosphateBufferedSaline,PBS)進(jìn)行體外降解性測(cè)試，以浸泡PBS溶液一定時(shí)間后磷酸鈣/硅酸三鈣固化材料的質(zhì)量損失比率檢測(cè)這種復(fù)合材料的降解性。如圖4所示，磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料的降解速率隨成分中硅酸三轉(zhuǎn)含量的提高而降低。圖4的結(jié)果表明，在臨床應(yīng)用中可以根據(jù)不同治療部位的需要調(diào)整磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料中硅酸三鈣的含量來調(diào)節(jié)復(fù)合材料的降解性。復(fù)合自固化材料的細(xì)胞相容性測(cè)試對(duì)磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料的浸提液采用成骨細(xì)胞(osteoblast)進(jìn)行體外細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)(培養(yǎng)6天)，如圖5所示，結(jié)果表明這種磷酸轉(zhuǎn)/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料具有良好的細(xì)胞相容性，并且在一定的浸提液濃度范圍之內(nèi)，材料對(duì)成骨細(xì)胞具有顯著的剌激增殖作用。據(jù)此，本發(fā)明的復(fù)合自固化材料是一種新型的人體骨缺損修復(fù)材料，該材料具有優(yōu)良的生物學(xué)性能，在人體模擬體液中能沉積類骨碳酸羥基磷灰石并且逐步降解，另外降解速率可以通過調(diào)整該材料中硅酸三鈣的含量以滿足不同治療部位的要求。按照上述內(nèi)容，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想的前提下，根據(jù)本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和技術(shù)手段，向磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體顆粒原料和調(diào)和液中添加其他生物相容性和治療性藥物組分，都屬于本
發(fā)明內(nèi)容包括的多種形式的修改、替換和變更，均屬于本發(fā)明的范圍。圖1磷酸鈣/硅酸三鈣材料水化24小時(shí)后的XRD圖譜(硅酸三鈣含量:30wt.0/0)。圖2水化24小時(shí)后磷酸鈣/硅酸三鈣固化復(fù)合材料在SBF中浸泡4天時(shí)XRD圖譜(硅酸三鈣含量:30wt。/。)；液固比=0.5:1。圖3水化24小時(shí)后磷酸鈣/硅酸三鈣固化復(fù)合材料在SBF中浸泡4天時(shí)表面形貌(硅酸三鈣含量:30wt.。/。)；液固比=0.5:1;圖3-A，5000倍放大;圖3-B，30000倍放大。圖4水化24小時(shí)后磷酸鈣/硅酸三鈣固化復(fù)合材料在PBS溶液中浸泡降解性曲線A.CPC;B.CPC+10%C3S;C.CPC+20%C3S;D.CPC+30%C3S;E.CPC+40%C3S;F.CPC+50°/。C3S;液固比=0.5:1。圖5水化后磷酸鈣/硅酸三鈣固化復(fù)合材料粉體浸提液對(duì)成骨細(xì)胞的作用(培養(yǎng)6天)，*代表相對(duì)于空白對(duì)照顯示顯著性差異(pO.05，TTest)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)例并不限制本發(fā)明的范圍，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和制備的材料均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例11)調(diào)和液配制稱取2.0g分析純焦磷酸鈉溶解于98.0mL去離子水中得到2.0%的焦磷酸鈉溶液，消毒，密閉在消毒瓶中，備用。2)磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合骨缺損填充材料的制備將硅酸三鈣含量為20wt.Q/。的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料粉料和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，注入模具，在37匯和100%濕度條件下養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，之后退模即得到用于骨缺損填充的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料小球(CPC/C3SPellets)。這種小球的抗壓強(qiáng)度可達(dá)14.0。19.0MPa，21天后降解率可達(dá)15%左右，同時(shí)具有良好的生物活性。實(shí)施例21)調(diào)和液配制稱取2.0g分析純焦磷酸鈉溶解于98.0mL去離子水中得到2.0%的焦磷酸鈉溶液，消毒，密閉在消毒瓶中，備用。2)磷酸轉(zhuǎn)/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料的制備將硅酸三鈣含量為30wt.。/。的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料粉料和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，即得到可用于微創(chuàng)治療的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料。該自固化材料能夠在注入缺損部位15分鐘左右凝固，自固化材料漿體在5分鐘內(nèi)可完全注射，自固化材料抗壓強(qiáng)度可達(dá)36.0^40.0MPa，21天后降解率在15%左右，同時(shí)具有良好的生物活性。實(shí)施例3調(diào)和液的配制以模擬體液作為調(diào)和液，模擬體液的離子濃度如下(pH=7.25-7.4):表2模擬體液的離子組成<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合可降解材料的制備將硅酸三鈣含量為l-50wt。/。的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料粉料和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.0:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，注入模具，在37。C和100%濕度條件下養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，之后退模即得到用于骨缺損填充的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料小球(CP/C3SPellets)。這種小球的抗壓強(qiáng)度可達(dá)19.0。40.0MPa，21天后降解率可達(dá)15%左右，同時(shí)具有良好的生物活性。實(shí)施例4調(diào)和液的配制將明膠(Gelatin)按O.lg/ml的濃度完全溶解于4(TC的去離子水中，即得到作為調(diào)和液的明膠水溶液。磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料的制備將硅酸三鈣含量為l-50wt/。的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料粉料和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，即得到可用于微創(chuàng)治療的磷酸鈣/硅酸三鈣/明膠復(fù)合自固化材料。該自固化材料能夠在注入缺損部位20分鐘左右凝固，自固化材料漿體在5分鐘內(nèi)可完全注射，自固化材料抗壓強(qiáng)度可達(dá)20.0。40.0MPa，21天后降解率在10%以上，同時(shí)具有良好的生物活性。實(shí)施例51)調(diào)和液的配制用去離子水將硫酸慶大霉素溶解，根據(jù)需要配成不同濃度的水溶液。磷酸鈣/硅酸三鈣/硫酸慶大霉素復(fù)合自固化材料的制備將硅酸三鈣含量為l-50wt。/。的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合材料粉料和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，即得到可用于微創(chuàng)治療的磷酸鈣/硅酸三鈣/硫酸慶大霉素復(fù)合藥物釋放自固化材料。該自固化材料能夠在注入缺損部位20分鐘左右凝固，自固化材料漿體在5分鐘內(nèi)可完全注射，自固化材料抗壓強(qiáng)度可達(dá)20.0。40.0MPa，21天后降解率在10%以上，同時(shí)具有良好的生物活性。降解過程中硫酸慶大霉素能夠緩慢釋放，從而達(dá)到更好的治療效果。實(shí)施例6調(diào)和液的配制調(diào)和液為去離子水、模擬體液、無機(jī)鹽溶液或有機(jī)物溶液中任意一種。模具的制備根據(jù)治療部位的需要制作相應(yīng)形狀的模具預(yù)成形磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合可降解骨替代材料的制備將硅酸三鈣含量為l-50wtQ/。的磷酸鈣/硅酸三f丐復(fù)合材料粉料和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘之后，將得到的水泥漿體注入到預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，待凝固之后取出，即可得到預(yù)成形的磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合可降解骨替代材料。自固化材料抗壓強(qiáng)度可達(dá)20.0^40.0MPa，21天后降解率在10%以上，同時(shí)具有良好的生物活性。這種材料能夠很好的填充骨缺損，并且能夠隨著降解逐漸被新骨取代。權(quán)利要求1、生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料，其特征在于所述的復(fù)合自固化材料是由調(diào)和液和磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體組成的糊狀，其中復(fù)合粉體中硅酸三鈣的質(zhì)量百分含量為1-50％，其余為磷酸鈣；調(diào)和液和磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體的質(zhì)量比為0.5-1.5∶1，所述的調(diào)和液為去離子水、模擬體液、無機(jī)鹽溶液或有機(jī)物溶液中的任意一種。2、按權(quán)利要求l所述的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料，其特征在于調(diào)和液和磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體、的質(zhì)量比為o.5:i。3、按權(quán)利要求l所述的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料，其特征在于磷酸轉(zhuǎn)/硅酸三鈣復(fù)合粉體中磷酸鈣粉體和磷酸水泥緩凝劑組成的混合物，其中磷酸鹽水泥緩凝劑加入的質(zhì)量百分含量為1一10%，磷酸鈣粉體是由磷酸三鈣和酸性磷酸鈣組成，其中磷酸三鈣的質(zhì)量百分含量為l一95%，余量為酸性磷酸鈣；而所述的磷酸鈣則由(3-磷酸三鈣和a-磷酸三鈣兩者按任意比例混合組成。4、按權(quán)利要求1或3所述的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合自固化材料，其特征在于磷酸f丐/硅酸三鈣復(fù)合粉體中組成磷酸鈣的粒徑為1一300Pm。5、按權(quán)利要求l所述生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料，其特征在于用作調(diào)和液的無機(jī)鹽為碳酸鹽、氯化鈣或磷酸鹽中任意一種。6、按權(quán)利要求l所述生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料，其特征在于用作調(diào)和液的有機(jī)物溶液為明膠、殼聚糖或透明質(zhì)酸溶液中任意一種。7、制備如權(quán)利要求1所述的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料的方法，其特征在于具體工藝步驟是1)磷酸鈣粉體的制備a.卩-磷酸三鈣粉體的制備以分析純硝酸鈣和磷酸氫二銨為原料，分別配制濃度為0.6mol/L的硝酸鈣溶液和0.4mol/L的磷酸氫二銨溶液。取等體積的上述兩種溶液，在攪拌的情況下將硝酸鈣溶液緩慢滴加至磷酸氫二銨溶液中，并在此過程中使用氨水將混合物的pH值穩(wěn)定在7-9的范圍內(nèi)；待硝酸鈣溶液全部滴加到磷酸氫二銨溶液中后，將所得沉淀在室溫下陳化12小時(shí)以上并進(jìn)行抽濾，之后對(duì)抽濾得到的漿體用去離子水進(jìn)行洗滌抽濾，并在80。C下干燥24小時(shí)以上。所得到的干燥粉體在80(TC煅燒2小時(shí)得到P-磷酸三轉(zhuǎn)粉體；b.a-磷酸三鈣粉體的制備以分析純磷酸氫鈣和碳酸鈣為原料，將二者以純磷酸氫轉(zhuǎn)碳酸1丐=2:1的摩爾比進(jìn)行球磨混合，混合均勻后得到的粉體在1250'C下煅燒2-6小時(shí)后置于空氣中快速冷卻即得到a-磷酸三鈣粉體；c.酸性磷酸鈣采用的是由中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司提供的分析純酸性磷酸鈣；d.磷酸鈣水泥粉體的制備將上述磷酸鹽粉體與磷酸鹽水泥緩凝劑按比例進(jìn)行預(yù)混；2)硅酸三鈣粉體的制備以分析純硝酸鈣及正硅酸乙酯為原料，采用溶膠一凝膠法制備硅酸三鈣粉體，首先，去離子水中加入硝酸將溶液pH值控制在1.0-2.0，然后再加入正硅酸乙酯，攪拌。再加入硝酸鈣經(jīng)攪拌、密封、沉化工藝，直至凝膠出現(xiàn)；然后干燥、球磨，再在高溫下煅燒得到硅酸三鈣粉體；3)磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體的制備將上述制備的磷酸鈣水泥粉體和硅酸三鈣粉體按硅酸三鈣質(zhì)量百分含量為1-50%進(jìn)行機(jī)械混合，混合時(shí)間控制在2-4小時(shí)；4)磷生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料的制備將上述合成的磷酸鈣水泥/硅酸三鈣復(fù)合粉體和調(diào)和液按液固質(zhì)量比為0.5-1.5:1的比例充分調(diào)和0.5-1分鐘，即得到供修復(fù)人體組織缺損的磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料。8、按權(quán)利要求1、2、3、5或6所述生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣自固化材料，其特征在于用于人體硬組織骨缺損填充修復(fù)材料、注入缺損部位凝固或可降解骨替代材料。全文摘要本發(fā)明涉及一種人體骨缺損填充原位自固化生物活性材料及制備方法。該材料是以具有生物活性的生物活性磷酸鈣/硅酸三鈣復(fù)合粉體和調(diào)和液為原料研制的一種骨/牙缺損修復(fù)材料。與現(xiàn)有材料相比，本發(fā)明的材料具有“生物活性優(yōu)良，任意塑形，自行固化，無細(xì)胞毒性，逐步降解且降解速率可調(diào)”的特性，可以達(dá)到誘導(dǎo)類骨磷灰石生成的效果；其生物活性比磷酸鈣類骨水泥優(yōu)良，制備方法簡(jiǎn)單。文檔編號(hào)B01J27/12GK101157045SQ20071004744公開日2008年4月9日申請(qǐng)日期2007年10月26日優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日發(fā)明者江常,郇志廣申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所