本发明属于可植入医用材料技术领域，具体涉及一种骨骼内固定材料的制备方法。
背景技术：
随着社会经济发展与人口老龄化，骨科创伤患者逐年增加。目前，金属制品仍然是临床应用最为广泛的骨折固定物；然而，金属内固定物存在一系列应用缺陷，如：（1）金属内固定物强度远大于皮质骨，产生应力遮挡，不利于骨折愈合；（2）金属内固定会干扰ct与核磁共振成像，影响术后观察；（3）金属内固定物通常需要二次手术取出，存在手术风险和感染等一系列并发症的风险，给患者带来心理恐惧和额外病痛，临床应用发现，与传统金属内固定物相比，可吸收内固定材料在生物力学性能、组织相容性、降解性能和术后影像学检查等方面均优于金属材料，对骨折创伤病患的治疗和预后大有裨益，在骨科临床应用领域得到迅速发展。合理应用可吸收生物内固定材料，必定能为国家、为患者降低医疗负担，同时产生良好的经济效益。
机体对内固定植入材料要求非常严格，应从其力学性能及生物学相容性方面考虑。一般认为，良好的内固定材料应具备以下几个条件：（1）具有良好的力学性能，如较高的拉伸强度、压缩强度、剪切强度及较好的耐疲劳性、与骨相近的弹性模量等，可根据不同的骨质、骨骼形状和弯曲度进行调整。（2）材料无毒、无热源反应、不致癌、不致畸、不引起过敏反应或干扰肌体的免疫机制，溶出物及可渗出物低。不会造成二次伤害。（3）良好的生物稳定性，保证在骨组织的愈合期内性能稳定以确保良好愈合便于灭菌和消毒。现有的内固定材料主要有羟基磷灰石和聚乳酸材料，聚乳酸虽然具有良好的生物活性和生物降解性，是一种很有应用前景的医用可降解吸收高分子材料。但单纯以聚乳酸为原料制备的骨折内固定物，还存在制作工艺复杂，局部有无菌性炎症，强度衰减过快等缺点。磷酸钙生物陶瓷材料具有良好的生物相容性，其成分与骨的矿物组成类似，但存在脆性大、韧性差及模量过高等缺陷，限制了它在骨科方面的临床应用。所以制备一种在骨骼内固定材料固定初期，强度下降缓慢，且对人体相容性较好的骨骼内固定材料很有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对现有骨骼内固定材料固定初期，降解速率过快，强度下降较多，且与人体相容性性能较差的问题，提供了一种骨骼内固定材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：
（1）取猪股骨，破碎得股骨碎块，按质量比1：10，将股骨碎块与水混合，加热煮沸并静置冷却至室温，冲洗后干燥，得处理后股骨碎块，将处理后股骨碎块煅烧得煅烧物，按质量比1:25，将胃蛋白酶与煅烧物混合球磨，过200目筛，得改性天然羟基磷灰石粉末；
（2）取200～300g鱼鳞与500～600ml质量分数5%碳酸钠溶液搅拌混合，过滤得滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸搅拌混合，超声振荡后，过滤得滤液，按质量比1:5，将0.5mol/l氯化钠溶液滴加至滤液中，待滴加完成后，静置陈化并离心分离，收集下层沉淀并干燥，得胶原蛋白粉末；
（3）分别称量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去离子水搅拌混合，经超声振荡后，得聚乳酸纳米粒悬浊液；
（4）选取5～10g胶原蛋白粉末置于500～600ml去离子水中，搅拌混合并超声分散得改性液，将聚乳酸纳米粒悬浊液与改性液按等体积比混合，过滤得混合滤液，得改性胶凝液，按质量比1:5，将改性胶凝液与改性天然羟基磷灰石粉末混合，研磨后浇注至模具中，经干燥脱模，即可制备得一种骨骼内固定材料。
步骤（1）所述的煅烧温度为550～650℃。
步骤（2）所述的氯化钠溶液滴加速率为1～2ml/min。
步骤（2）所述的离心分离速率为2500～3000r/min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过对猪骨骨骼进行粉碎并制备天然羟基磷灰石，通过天然羟基磷灰石与胶原蛋白复合，同时改性聚乳酸材料制备骨骼内固定材料，上述物质均是与人体相容性较好的物质，形成的复合材料与人体具有优异的相容性。
（2）本发明通过猪股骨制备天然羟基磷灰石，再将胃蛋白酶负载至磷灰石粉末内部孔隙中，经胶原蛋白包裹并与经胶原蛋白改性的聚乳酸材料，由于胶原蛋白包裹骨骼内固定材料，减少骨骼内固定材料受人体内部体液的腐蚀，提高其初期抗降解强度，同时胶原蛋白与聚乳酸乳液交联并提高其与人体相容性，增强材料初期强度，同时在胶原蛋白被人体吸收后，内部胃蛋白酶释放，提高内固定材料降解速率，改善材料在人体中代谢时间。
具体实施方式
首先选取500～800g新鲜成年猪股骨，将其破碎收集得股骨碎块，随后按质量比1：10，将股骨碎块与水混合，加热煮沸并保温1～2h，静置冷却至室温后，将股骨碎块表面结缔组织与肌肉剔除，并用去离子水洗涤冲洗3～5次，在75～80℃下干燥10～12h，得处理后股骨碎块；将股骨碎块置于坩埚中，将坩埚置于550～650℃马弗炉保温煅烧2～3h，静置冷却至室温后，得煅烧物并按质量比1:25，将胃蛋白酶与煅烧物混合置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h，过200目筛，得改性天然羟基磷灰石粉末；选取200～300g草鱼鱼鳞置于2l烧杯中，在室温下对烧杯中添加500～600ml质量分数5%碳酸钠溶液，搅拌混合并过滤，得滤饼并按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸搅拌混合，在200～300w下超声振荡45～60min；待超声振荡完成后，过滤并得滤液，按质量比1:5，将0.5mol/l氯化钠溶液滴加至滤液中，控制滴加速率为1～2ml/min，待滴加完成后，静置陈化20～24h，在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并真空冷冻干燥，得胶原蛋白粉末；分别称量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去离子水置于2l烧杯中，在45～50℃下搅拌混合25～30min后，再在250～300w下超声振荡10～15min，随后保温搅拌3～5h，得聚乳酸纳米粒悬浊液；选取5～10g胶原蛋白粉末置于500～600ml去离子水中，在室温下搅拌混合并置于250～300w下超声分散10～15min，得改性液，随后按体积比1:1，将聚乳酸纳米粒悬浊液与改性液混合，在45～50℃下搅拌3～5h后，过滤并得混合滤液，得改性胶凝液；按质量比1:5，将改性胶凝液与改性天然羟基磷灰石粉末混合并置于研钵中，研磨1～2h后将其浇注至模具中，随后将模具真空冷冻干燥并脱模，即可制备得一种骨骼内固定材料。
实例1
首先选取500g新鲜成年猪股骨，将其破碎收集得股骨碎块，随后按质量比1：10，将股骨碎块与水混合，加热煮沸并保温1h，静置冷却至室温后，将股骨碎块表面结缔组织与肌肉剔除，并用去离子水洗涤冲洗3次，在75℃下干燥10h，得处理后股骨碎块；将股骨碎块置于坩埚中，将坩埚置于550℃马弗炉保温煅烧2h，静置冷却至室温后，得煅烧物并按质量比1:25，将胃蛋白酶与煅烧物混合置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h，过200目筛，得改性天然羟基磷灰石粉末；选取200g草鱼鱼鳞置于2l烧杯中，在室温下对烧杯中添加500ml质量分数5%碳酸钠溶液，搅拌混合并过滤，得滤饼并按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸搅拌混合，在200w下超声振荡45min；待超声振荡完成后，过滤并得滤液，按质量比1:5，将0.5mol/l氯化钠溶液滴加至滤液中，控制滴加速率为1ml/min，待滴加完成后，静置陈化20h，在2500r/min下离心分离10min，收集下层沉淀并真空冷冻干燥，得胶原蛋白粉末；分别称量15g外消旋聚乳酸、1g聚乙烯醇、400mln-甲基吡咯烷酮和150ml去离子水置于2l烧杯中，在45℃下搅拌混合25min后，再在250w下超声振荡10min，随后保温搅拌3h，得聚乳酸纳米粒悬浊液；选取5g胶原蛋白粉末置于500ml去离子水中，在室温下搅拌混合并置于250w下超声分散10min，得改性液，随后按体积比1:1，将聚乳酸纳米粒悬浊液与改性液混合，在45℃下搅拌3h后，过滤并得混合滤液，得改性胶凝液；按质量比1:5，将改性胶凝液与改性天然羟基磷灰石粉末混合并置于研钵中，研磨1h后将其浇注至模具中，随后将模具真空冷冻干燥并脱模，即可制备得一种骨骼内固定材料。
将本发明制备的骨骼内固定材料用医用酒精消毒后，浸泡20h，随后间患者下肢需固定部位外侧皮肤及皮下组织切开，沿股外侧肌间隔钝性分离，暴露股骨干后，在股骨中段用电动摆锯将股骨横向锯断，将浸泡后骨骼内固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大转子穿出，确认固定可靠后，将多余部分剪除，逐层闭合切口，术后注射青霉素抗感染，80万单位/次，每天两次，共注射三天。本发明制备的骨骼内固定材料抗弯强度为125mpa，杨氏模量为4.2gpa，与人体皮质骨力学性能相似，对成骨细胞粘附、生长没有抑制作用，具有优异的生物相容性，同时本发明制备的骨骼内固定材料植入90天后抗弯强度仍有118mpa，具有优异的耐初期降解能力。
实例2
首先选取800g新鲜成年猪股骨，将其破碎收集得股骨碎块，随后按质量比1：10，将股骨碎块与水混合，加热煮沸并保温2h，静置冷却至室温后，将股骨碎块表面结缔组织与肌肉剔除，并用去离子水洗涤冲洗5次，在80℃下干燥12h，得处理后股骨碎块；将股骨碎块置于坩埚中，将坩埚置于650℃马弗炉保温煅烧3h，静置冷却至室温后，得煅烧物并按质量比1:25，将胃蛋白酶与煅烧物混合置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h，过200目筛，得改性天然羟基磷灰石粉末；选取300g草鱼鱼鳞置于2l烧杯中，在室温下对烧杯中添加600ml质量分数5%碳酸钠溶液，搅拌混合并过滤，得滤饼并按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸搅拌混合，在300w下超声振荡60min；待超声振荡完成后，过滤并得滤液，按质量比1:5，将0.5mol/l氯化钠溶液滴加至滤液中，控制滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，静置陈化24h，在3000r/min下离心分离15min，收集下层沉淀并真空冷冻干燥，得胶原蛋白粉末；分别称量20g外消旋聚乳酸、2g聚乙烯醇、500mln-甲基吡咯烷酮和200ml去离子水置于2l烧杯中，在50℃下搅拌混合30min后，再在300w下超声振荡15min，随后保温搅拌5h，得聚乳酸纳米粒悬浊液；选取10g胶原蛋白粉末置于600ml去离子水中，在室温下搅拌混合并置于300w下超声分散15min，得改性液，随后按体积比1:1，将聚乳酸纳米粒悬浊液与改性液混合，在50℃下搅拌5h后，过滤并得混合滤液，得改性胶凝液；按质量比1:5，将改性胶凝液与改性天然羟基磷灰石粉末混合并置于研钵中，研磨2h后将其浇注至模具中，随后将模具真空冷冻干燥并脱模，即可制备得一种骨骼内固定材料。
将本发明制备的骨骼内固定材料用医用酒精消毒后，浸泡20～24h，随后间患者下肢需固定部位外侧皮肤及皮下组织切开，沿股外侧肌间隔钝性分离，暴露股骨干后，在股骨中段用电动摆锯将股骨横向锯断，将浸泡后骨骼内固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大转子穿出，确认固定可靠后，将多余部分剪除，逐层闭合切口，术后注射青霉素抗感染，80万单位/次，每天两次，共注射三天。本发明制备的骨骼内固定材料抗弯强度为130mpa，杨氏模量为4.5gpa，与人体皮质骨力学性能相似，对成骨细胞粘附、生长没有抑制作用，具有优异的生物相容性，同时本发明制备的骨骼内固定材料植入90天后抗弯强度仍有120mpa，具有优异的耐初期降解能力。
实例3
首先选取650g新鲜成年猪股骨，将其破碎收集得股骨碎块，随后按质量比1：10，将股骨碎块与水混合，加热煮沸并保温1.5h，静置冷却至室温后，将股骨碎块表面结缔组织与肌肉剔除，并用去离子水洗涤冲洗4次，在78℃下干燥11h，得处理后股骨碎块；将股骨碎块置于坩埚中，将坩埚置于600℃马弗炉保温煅烧2.5h，静置冷却至室温后，得煅烧物并按质量比1:25，将胃蛋白酶与煅烧物混合置于球磨罐中，在375r/min下球磨4h，过200目筛，得改性天然羟基磷灰石粉末；选取250g草鱼鱼鳞置于2l烧杯中，在室温下对烧杯中添加550ml质量分数5%碳酸钠溶液，搅拌混合并过滤，得滤饼并按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸搅拌混合，在250w下超声振荡52min；待超声振荡完成后，过滤并得滤液，按质量比1:5，将0.5mol/l氯化钠溶液滴加至滤液中，控制滴加速率为1.5ml/min，待滴加完成后，静置陈化22h，在2750r/min下离心分离12min，收集下层沉淀并真空冷冻干燥，得胶原蛋白粉末；分别称量18g外消旋聚乳酸、1g聚乙烯醇、450mln-甲基吡咯烷酮和175ml去离子水置于2l烧杯中，在48℃下搅拌混合28min后，再在275w下超声振荡12min，随后保温搅拌4h，得聚乳酸纳米粒悬浊液；选取8g胶原蛋白粉末置于550ml去离子水中，在室温下搅拌混合并置于275w下超声分散12min，得改性液，随后按体积比1:1，将聚乳酸纳米粒悬浊液与改性液混合，在48℃下搅拌4h后，过滤并得混合滤液，得改性胶凝液；按质量比1:5，将改性胶凝液与改性天然羟基磷灰石粉末混合并置于研钵中，研磨1.5h后将其浇注至模具中，随后将模具真空冷冻干燥并脱模，即可制备得一种骨骼内固定材料。
将本发明制备的骨骼内固定材料用医用酒精消毒后，浸泡22h，随后间患者下肢需固定部位外侧皮肤及皮下组织切开，沿股外侧肌间隔钝性分离，暴露股骨干后，在股骨中段用电动摆锯将股骨横向锯断，将浸泡后骨骼内固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大转子穿出，确认固定可靠后，将多余部分剪除，逐层闭合切口，术后注射青霉素抗感染，80万单位/次，每天两次，共注射三天。本发明制备的骨骼内固定材料抗弯强度为128mpa，杨氏模量为4.4gpa，与人体皮质骨力学性能相似，对成骨细胞粘附、生长没有抑制作用，具有优异的生物相容性，同时本发明制备的骨骼内固定材料植入90天后抗弯强度仍有119mpa，具有优异的耐初期降解能力。