一种生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料及其应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料及其应用。
【背景技术】
[0002]骨组织修复材料，应用于脊柱、四肢、头部等因病变或者外伤所造成的骨缺损修复时，一方面要求在植入的初期提供足够高的力学强度，同时，另一方面又要求在骨组织愈合后期能够快速降解，以避免材料性能变化所带来的不可预知的风险。
[0003]然而，对于骨组织修复材料而言，保持较高的力学强度与快速降解是一对相互制约的矛盾，例如，中国专利CN 101716380 A的骨修复复合材料，可以快速降解，但力学强度很低，抗压强度在17MPa以下；而中国专利CN 104324415 A的骨修复材料，可以提供足够高的力学强度，却难以降解;可见，现有的骨修复材料通常难以同时满足上述两方面的要求，导致其应用于骨缺损修复时的效果也差。
[0004]为了克服现有技术的缺陷，需要发明一种新的材料，可以同时满足力学强度和降解性能两方面的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料。
[0006]本发明提供的一种生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料，它是由生物玻璃和氨基酸聚合物混合而成;其中，所述生物玻璃的重量百分比为17%?55%。
[0007]进一步的，所述生物玻璃的重量百分比为34%?55%。
[0008]进一步的，所述生物玻璃的粒径为10微米?30微米。
[0009]进一步的，所述生物玻璃的粒径为25微米?30微米。
[0010]进一步的，所述的氨基酸聚合物是由以下摩尔配比的原料聚合而成:ε-氨基己酸75%?95%、其它α-氨基酸5%?25%;优选的，所述的氨基酸聚合物是由以下摩尔配比的原料聚合而成:ε_氨基己酸90 %?95 %、其它α-氨基酸5 %?10 %。
[0011]进一步的，所述的复合材料是由以下方法制备而成:取ε_氨基己酸与其它α-氨基酸，加入水，氮气保护下，于150°C?160°C下脱水后，升温至200°C?220°C反应2小时?3小时，再升温至230°C?235°C反应I小时?2小时后，加入生物玻璃，混匀，冷却，即得生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料；
[0012]ε-氨基己酸与其它α-氨基酸的摩尔配比为:ε-氨基己酸75%?95%、其它α-氨基酸5%?25 %。
[0013]进一步的，ε-氨基己酸与其它α-氨基酸的摩尔配比为:ε-氨基己酸90%?95%、其它α_氨基酸5%?10%。
[0014]进一步的，所述的其它α-氨基酸选自丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸、甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸、色氨酸、蛋氨酸、精氨酸、组氨酸中的任意一种或两种以上;优选的，所述的其它α_氨基酸是由丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸与赖氨酸组成。
[0015]进一步的，所述的复合材料在模拟体液中浸泡4周时，复合材料的抗压强度为70MPa以上。
[0016]本发明还提供了上述的复合材料作为骨组织修复材料的应用。
[0017]通常，骨组织的愈合时间为12周?24周，如果修复材料在该时间内不能大部分降解(降解85 %以上)，修复材料会被包裹住，更加难以降解，影响骨组织的愈合。本发明的复合材料在模拟体液中浸泡12周?24周，复合材料降解85%以上;优选的，本发明的复合材料在模拟体液中浸泡12周?16周，复合材料降解完全。
[0018]本发明使用的ε-氨基己酸、丙氨酸等氨基酸原料，具有良好的生物活性和生物相容性，有利于组织和细胞与材料之间的相互作用，其降解产物为接近中性的寡肽或氨基酸小分子，或进一步降解为二氧化碳和水排出，安全性非常高。
[0019]本发明复合材料，既可以在初期提供足够的力学强度，又可以在后期快速降解，可以同时满足力学强度和降解性能两方面的要求，适合作为骨组织修复材料，用于脊柱、四肢、头部等因病变或者外伤所造成的骨缺损修复，具有良好的产业应用前景。
[0020]显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0021]以下通过实施例形式的【具体实施方式】，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
【具体实施方式】
[0022]本发明【具体实施方式】中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得；例如，生物玻璃购买自上海高岸生物科技有限公司。
[0023]模拟体液按照以下文献中的方法进行配制:T.Kokubo ,H.Takadama.How usefulis SBF in predicting in vivo bone b1activity?B1materials,2006；27(15):2907-15o
[0024]实施例1、制备本发明生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料
[0025]分别取ε-氨基己酸、丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸各122.5g、0.9g、
0.8g、1.2g、4g、1.5g，加入250ml三颈瓶中，加入70ml蒸馈水，通氮气保护，搅拌逐步升温至150°C?160°C进行缓慢脱水，当反应器内均为固体时，升温至200°C?220°C使其熔融后反应2小时，然后升温至230°C?235°C条件下反应I小时，生成氨基酸聚合物107g，再加入生物玻璃56g(粒径30微米)，继续搅拌半小时，混匀，氮气保护下冷却至室温，得到生物玻璃/氨基酸聚合物复合材料。
[0026]将该生物玻璃/氨基酸聚合物复合材料样条在模拟体液中进行降解和力学损失试验，以相同比例多元氨基酸聚合物为对照。
[0027]本发明复合材料，浸泡4周，失重26%，测得试验样样条的抗压强度残余值为81MPa，浸泡16周，材料完全降解;本发明复合材料，既可以在初期提供足够的力学强度，又可以在后期快速降解，可以同时满足力学强度和降解性能两方面的要求。
[0028]对照样，浸泡4周，降解11%，抗压强度残余值92Mpa，浸泡16周，降解19%，不能满足骨修复材料对降解性能的要求。
[0029]实施例2、制备本发明生物玻璃/氨基酸聚合物的复合材料
[0030]分别取ε-氨基己酸、丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸各122.5g、0.9g、
0.8g、1.2g、4g、1.5g，加入250ml三颈瓶中，加入70ml蒸馈水，通氮气保护，搅拌逐步升温至150°C?160°C进行缓慢脱水，当反应器内均为固体时，升温至200°C?220°C使其熔融后反应2小时，然后升温至230°C?235°C条件下反应I小时，生成氨基酸聚合物107g，再加入生物玻璃23.1g(粒径30微米)，继续搅拌半小时，混匀，氮气保护下冷却至室温，得到生物玻璃/氨基酸聚合物复合材料。
[0031]将该生物玻璃/氨基酸聚合物复合材料样条在模拟体液中进行降解和力学损失试验。
[0032]本发明复合材料，浸泡4周，失重17%，测得试验样样条的抗压强度残余值为90MPa，浸泡24周，材料降解85%;本发明复合材料，既可以在初期提供足够的力学强度，又可以在后期快速降解，可以同时满足力学强度和降解性能两方面的要求。
[0033]实施例3、制备本发明生物