专利名称：医用复合型生物多孔支架的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种医用复合型生物多孔支架的制备方法，它属于一种修复 骨缺损的医用复合型生物人工骨材料的制备方法。
背景技术：
目前骨组织工程多孔支架主要有人工合成材料和天然生物衍生材料及复
合材料，其中以聚乙酸(polyglycolicAcid,PGA)、聚乳酸(polylacticAcid,PLA)、 磷酸三f5(tricalcium phosphate,TCP)、羟基磷灰石(hydroxy lapatite，HA)等较为
常用。上述几种材料在应用过程中其生物降解性和成骨作用都有不足之处；
PGA、 PLA虽具有较好的生物相容性、可降解性和可吸收性，但存在费用昂
贵、可塑性差等缺点，而且降解后的酸性代谢产物会降低聚合物周围的pH
值，影响细胞和组织的生长，还可引起纤维化及发生周围组织的免疫反应。
HA存在植入后难以吸收替代、长期滞留于体内妨碍骨组织的改建和完全修复
等缺点。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术难点并提供一种具有良好的生物活性和骨 传导、骨诱导能力且可塑性强的医用复合型生物多孔支架的制备方法。
本发明为解决上述技术难点而采用的技术方案是医用复合型生物多孔 支架的制备方法，它包括下列步骤 _
1) 制粉将医用硫酸钙和冻干骨块分别放入球磨机，球磨1小时，制成 粉料；
2) 制浆料将重量百分比为9 12%的硅溶胶粘结齐1」、重量百分比为24 36%的去离子水加入重量百分比为55 65%的医用硫酸钙粉料中，充分混合 均匀，制得医用硫酸钙浆料备用；
3) 制复合型浆料接着将重量百分比为35%的医用硫酸钙粉料、重量百 分比为17%的冻干骨块粉料、重量百分比为17%的妥布霉素粉剂、重量百分比为1%的羧甲基纤维素流变剂和重量百分比为30%的去离子水放入球磨罐中球磨1小时后制得分散均匀复合型浆料；
4) 制聚氨酯泡沫体将聚氨酯泡沫体按人体骨骼缺损所需大小裁成几何体，用蒸馏水清洗干净后浸入到10%浓度的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下 水解处理4小时，除去聚氨酯泡沬体中的网络间膜，然后，反复揉搓并用清 水冲洗干净，晾干备用；最后将聚丙烯酰胺涂覆在聚氨酯泡沫体表面，形成 一聚合物层，增强有机泡沫间的粘覆性；
5) 制坯体将制好的聚氨酯泡沫几何体浸泡于医用硫酸韩浆料中，待聚 氨酯泡沫体上所有孔茎均匀黏附医用硫酸钙浆料后取出，放置于室内环境下 自然干燥24小时，在干燥箱中110℃下干燥24小时，制得医用硫酸转坯体；
6) 煅烧胚体将医用硫酸钙坯体放入煅烧炉内进行烧结，烧结时在300 到600℃时升温速度控制在rC/min，然后再升至IOOO℃保温2小时后随炉温冷却，制Y导医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体；
7) 制复合多孔支架将医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体浸泡于复合型桨料 中进行挂浆，挂浆后置于室内环境下自然干燥24小时；此步骤重复进行3-5 次，即制成医用硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架。
所述聚氨酯泡沫体使用的规格为25 45ppi。
所述聚氨酯泡沫几何体为圆柱体或不规则形状中的任意一种。
由于本发明采用了上述技术方案，以医用硫酸钙粉体为基础原料，联合 应用冻干骨和妥布霉素，以聚氨酯泡沫为载体，采用有机泡沫浸渍工艺改良 的方法制备出复合型生物多孔支架。经扫描电镜(SEM)形貌图可以看出， 本发明的复合型生物多孔支架孔径分布在150 300μm之间，孔洞之间互相 连通，而且材料内部微孔丰富、分布均匀，呈现疏松珊瑚状结构。这种结构 类似于生物活体的松质骨构架，它有利于骨组织的长入和材料自身的生物降 解。经过测试计算，复合型生物多孔支架平均孔隙率为62.59% 79.36%，抗 压强度为27 53MPa (正常人体骨组织的生物力学强度松质骨为7.09MPa、密 质骨177 221MPa)。
本发明的复合型生物多孔支架通过动物体内外的实验研究，结果证明医用硫酸钙与冻干骨复合型生物多孔支架具有良好的生物活性和骨传导、骨诱导能力；在其降解的过程当中能够持续释放有效浓度的BMP和妥布霉素；而 且其可塑性强，可根据临床骨缺损部位和大小塑形，来源不受限制，并可根 据临床需要批量生产，所以其将会成为理想的修复骨缺损的人工骨材料。
图l为本发明产品的外观图2是本发明产品扫描电镜(SEM)的形貌图。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例中的医用复合型生物多孔支架的制备方法，它包括下列步骤
1) 制粉将医用硫酸钙和冻干骨块分别放入球磨机，球磨1小时，制成 粉料；
2) 制桨料将重量百分比为9%的硅溶胶粘结剂、重量百分比为36%的 去离子水加入重量百分比为55%的医用硫酸钙粉料中，充分混合均匀，制得 医用硫酸钙浆料备用；
3) 制复合型浆料接着将重量百分比为35%的医用硫酸钙粉料、重量百 分比为17%的冻干骨块粉料、重量百分比为17%的妥布霉素粉剂、重量百分 比为1%的羧甲基纤维素流变剂和重量百分比为30%的去离子水放入球磨罐 中球磨1小时后制得分散均匀复合型桨料；
4) 制聚氨酯泡沬体将规格为45ppi聚氨酯泡沬体按人体骨骼缺损所需 大小裁成圆柱体，用蒸馏水清洗干净后浸入到10%浓度的氢氧化钠溶液中， 在60°C温度下水解处理4小时，除去聚氨酯泡沬体中的网络间膜，然后，反 复揉搓并用清水冲洗干净，晾干备用；最后将聚丙烯酰胺涂覆在聚氨酯泡沫 体表面，形成一聚合物层，增强有机泡沫间的粘覆性；
5) 制坯体将制好的聚氨酯泡沫圆柱体浸泡于医用硫酸转浆料中，待聚 氨酯泡沫体上所有孔茎均匀黏附医用硫酸钙浆料后取出，放置于室内环境下 自然干燥24小时，在干燥箱中110°C下干燥24小时，制得医用硫酸钙坯体；
6) 煅烧胚体将医用硫酸钙坯体放入煅烧炉内进行烧结，烧结时在300 到600℃时升温速度控制在1℃/min，然后再升至1000℃保温2小时后随炉温 冷却，制得医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体；
7) 制复合多孔支架将医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体浸泡于复合型浆料 中进行挂浆，挂浆后置于室内环境下自然干燥24小时；此步骤重复进行4次， 即制成医用硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架。
实施例2
本实施例中的医用复合型生物多孔支架的制备方法，它包括下列步骤
1) 制粉将医用硫酸钙和冻干骨块分别放入球磨机，球磨1小时，制成 粉料；
2) 制浆料将重量百分比为12%的硅溶胶粘结剂、重量百分比为24% 的去离子水加入重量百分比为64%的医用硫酸钙粉料中，充分混合均匀，制 得医用硫酸钙浆料备用；
3) 制复合型浆料接着将重量百分比为35%的医用硫酸钙粉料、重量百 分比为17%的冻干骨块粉料、重量百分比为17%的妥布霉素粉剂、重量百分 比为1%的羧甲基纤维素流变剂和重量百分比为30%的去离子水放入球磨罐 中球磨1小时后制得分散均匀复合型浆料；
4) 制聚氨酯泡沫体将规格为25ppi聚氨酯泡沫体按人体骨骼缺损所需 大小裁成不规则形状，用蒸馏水清洗干净后浸入到10%浓度的氢氧化钠溶液 中，在60℃温度下水解处理4小时，除去聚氨酯泡沫体中的网络间膜，然后， 反复揉搓并用清水冲洗干净，晾干备用；最后将聚丙烯酰胺涂覆在聚氨酯泡 沫体表面，形成一聚合物层，增强有机泡沫间的粘覆性；
5) 制坯体将制好的聚氨酯泡沫体浸泡于医用硫酸钙浆料中，待聚氨酯 泡沫体上所有孔茎均匀黏附医用硫酸钙浆料后取出，放置于室内环境下自然 干燥24小时，在干燥箱中110℃下干燥24小时，制得医用硫酸钙坯体；
6) 煅烧胚体将医用硫酸钙坯体放入煅烧炉内进行烧结，烧结时在300 到600℃时升温速度控制在1℃/min，然后再升至1000。C保温2小时后随炉温 冷却，制得医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体；
7)制复合多孔支架将医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体浸泡于复合型浆料 中进行挂浆，挂浆后置于室内环境下自然干燥24小时；此步骤重复进行5次， 即制成医用硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架。
实施例3
本实施例中的医用复合型生物多孔支架的制备方法，它包括下列步骤
1) 制粉将医用硫酸钙和冻干骨块分别放入球磨机，球磨1小时，制成 粉料；
2) 制浆料将重量百分比为10%的硅溶胶粘结剂、重量百分比为25% 的去离子水加入重量百分比为65%的医用硫酸钙粉料中，充分混合均匀，制 得医用硫酸钙浆料备用；
3) 制复合型浆料接着将重量百分比为35%的医用硫酸钙粉料、重量百 分比为17%的冻千骨块粉料、重量百分比为17%的妥布霉素粉剂、重量百分 比为1%的羧甲基纤维素流变剂和重量百分比为30%的去离子水放入球磨罐 中球磨1小时后制得分散均匀复合型浆料；
4) 制聚氨酯泡沫体将规格为40ppi聚氨酯泡沫体按人体骨骼缺损所需 大小裁成圆柱体，用蒸馏水清洗干净后浸入到10%浓度的氢氧化钠溶液中， 在6(TC温度下水解处理4小时，除去聚氨酯泡沫体中的网络间膜，然后，反 复揉搓并用清水冲洗干净，晾干备用；最后将聚丙烯酰胺涂覆在聚氨酯泡沫 体表面，形成一聚合物层，增强有机泡沫间的粘覆性；
5) 制坯体将制好的聚氨酯泡沫圆柱体浸泡于医用硫酸钙浆料中，待聚 氨酯泡沬体上所有孔茎均匀黏附医用硫酸钙浆料后取出，放置于室内环境下 自然干燥24小时，在干燥箱中110℃下干燥24小时，制得医用硫酸钙坯体；
6) 煅烧胚体将医用硫酸钙坯体放入煅烧炉内进行烧结，烧结时在300 到600℃时升温速度控制在1℃/min，然后再升至1000℃保温2小时后随炉温 冷却，制得医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体；
7) 制复合多孔支架将医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体浸泡于复合型浆料 中进行挂浆，挂浆后置于室内环境下自然干燥24小时；此步骤重复进行3次， 即制成医用硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架。
权利要求
1、一种医用复合型生物多孔支架的制备方法，其特征是它包括下列步骤1)制粉将医用硫酸钙和冻干骨块分别放入球磨机，球磨1小时，制成粉料；2)制浆料将重量百分比为9～12％的硅溶胶粘结剂、重量百分比为24～36％的去离子水加入重量百分比为55～65％的医用硫酸钙粉料中，充分混合均匀，制得医用硫酸钙浆料备用；3)制复合型浆料接着将重量百分比为35％的医用硫酸钙粉料、重量百分比为17％的冻干骨块粉料、重量百分比为17％的妥布霉素粉剂、重量百分比为1％的羧甲基纤维素流变剂和重量百分比为30％的去离子水放入球磨罐中球磨1小时后制得分散均匀复合型浆料；4)制聚氨酯泡沫体将聚氨酯泡沫体按人体骨骼缺损所需大小裁成几何体，用蒸馏水清洗干净后浸入到10％浓度的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下水解处理4小时，除去聚氨酯泡沫体中的网络间膜，然后，反复揉搓并用清水冲洗干净，晾干备用；最后将聚丙烯酰胺涂覆在聚氨酯泡沫体表面，形成一聚合物层，增强有机泡沫间的粘覆性；5)制坯体将制好的聚氨酯泡沫几何体浸泡于医用硫酸钙浆料中，待聚氨酯泡沫体上所有孔茎均匀黏附医用硫酸钙浆料后取出，放置于室内环境下自然干燥24小时，在干燥箱中110℃下干燥24小时，制得医用硫酸钙坯体；6)煅烧胚体将医用硫酸钙坯体放入煅烧炉内进行烧结，烧结时在300到600℃时升温速度控制在1℃/min，然后再升至1000℃保温2小时后随炉温冷却，制得医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体；7)制复合多孔支架将医用硫酸钙陶瓷多孔支架胚体浸泡于复合型浆料中进行挂浆，挂浆后置于室内环境下自然干燥24小时；此步骤重复进行3-5次，即制成医用硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架。
2、 根据权利要求1所述的医用复合型生物多孔支架的制备方法，其特征 是所述聚氨酯泡沬体使用的规格为25 45ppi。
3、根据权利要求1或2所述的医用复合型生物多孔支架的制备方法，其特征是所述聚氨酯泡沫几何体为圆柱体或不规则形状中的任意一种。
全文摘要
本发明涉及一种医用复合型生物多孔支架的制备方法，它属于一种修复骨缺损的医用复合型生物人工骨材料的制备方法。本发明主要是解决现有的支架存在的费用昂贵、可塑性差的技术难点。本发明采用的技术方案是医用复合型生物多孔支架的制备方法，它包括下列步骤1)制粉；2)制浆料将硅溶胶粘结剂、去离子水加入医用硫酸钙粉料中，充分混合均匀，制得医用硫酸钙浆料备用；3)制复合型浆料接着将医用硫酸钙粉料、冻干骨块粉料、妥布霉素粉剂、羧甲基纤维素流变剂和去离子水放入球磨罐中球磨1小时后制得分散均匀复合型浆料；4)制聚氨酯泡沫体；5)制坯体；6)煅烧坯体；7)制复合多孔支架。
文档编号A61L27/00GK101342386SQ20081007923
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者军 任, 亮 刘, 刘来有, 吴志明, 孙海钰, 张志波, 栗树伟, 东 王 申请人:东 王