專利名稱：一種硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合多孔支架及其制備方法，特別是一種硫酸釣 與凍干骨復(fù)合多孔支架及其制備方法。屬于醫(yī)療器械的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于外傷、感染、腫瘤等因素而使骨喪失了一些骨質(zhì)，形成較大 的間隙，稱為骨缺損。絕大多數(shù)骨缺損都難以愈合，最后形成骨不連。 由于缺損間隙大，成骨細(xì)胞難以爬過間隙而不能發(fā)生正常的愈合過 程，僅由纖維組織充填。而對于骨缺損的治療是骨科領(lǐng)域的一個疑難 且具有挑戰(zhàn)性的課題，臨床上主要通過自體、異體組織移植和生物替 代材料來達(dá)到一定的治療目的。目前最常用的自體組織移植，由于來
源不足、創(chuàng)傷大、供區(qū)合并癥等不利因素，限制了臨床上應(yīng)用；而異 體組織移植存在異體排斥反應(yīng)、來源有限、具有傳播疾病的危險等因 素；所以，尋找不損害自身，又可達(dá)到預(yù)期骨缺損修復(fù)的功能效果的替 代物成為臨床工作者追求的目標(biāo)。組織工程學(xué)技術(shù)為解決這一難題提 供了新的思路和方法。
組織工程的基本方法是將體外培養(yǎng)的高濃度組織細(xì)胞擴增后吸 附于生物相容性好、可被人體降解吸收的組織工程支架材料上，該材
料的功能是為細(xì)胞提供生存空間，使細(xì)胞獲得足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行 氣體交換，并使細(xì)胞按預(yù)制形態(tài)的三維支架生長，然后將細(xì)胞和生物 材料的復(fù)合體植入機體病損部位，在生物支架降解吸收過程中，種植 的細(xì)胞繼續(xù)增殖繁殖，形成新的具有原來特殊功能和形態(tài)的相應(yīng)組織 和器官，以達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。
骨組織工程學(xué)是組織工程的一個重要的分支，有望首先在臨床得 到應(yīng)用。目前已經(jīng)逐漸形成了較為完善的關(guān)于種子細(xì)胞、細(xì)胞載體支 架及組織構(gòu)建的理論和技術(shù)路線。但不可否認(rèn)的是這些成果距離骨組 織工程最終在臨床的應(yīng)用尚有一定距離。因此現(xiàn)階段研究的熱點仍集 中于尋找合適的種子細(xì)胞、材料和體內(nèi)構(gòu)建方式，尋找三者的最佳組 合，模擬人體骨修復(fù)的自然過程，最大限度的重現(xiàn)骨結(jié)構(gòu)和功能。目 前，骨組織工程研究的熱點集中在種子細(xì)胞、支架材料、生物活性因 子三方面。其中支架材料在組織工程中的作用是提供一種多孔材料作 為組織再生的構(gòu)架，將體外培養(yǎng)細(xì)胞種植其上，并回植入體內(nèi)，引導(dǎo) 所需組織的不斷生長，同時構(gòu)架材料逐漸消失，最終在原構(gòu)架區(qū)內(nèi)形 成和再生出完全有生命的組織，實現(xiàn)永久的修復(fù)。
理想的支架材料需符合以下條件(1)材料表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)有利
于細(xì)胞吸附、增殖和分化；(2)按可控制的速度進(jìn)行降解；(3)良好的 生物相容性；(4)易制成三維多孔狀，以及易加工成不規(guī)則的幾何形 態(tài)；(5)具有一定的機械強度能支持生理壓力；(6)能保持對細(xì)胞的分 化，不會使細(xì)胞產(chǎn)生變異。目前骨組織工程多孔支架材料的制備方法 及過程在國內(nèi)以基本成熟，采用的支架材料主要有人工合成材料和天
然生物衍生材料及復(fù)合材料，其中以聚乙酸(polyglycolic Acid, PGA)、聚乳酸(polylactic Acid，PLA)、石壽酸三鉤(tricalcium phosphate, TCP)、羥基磷灰石(hydroxy lapatite, HA)等較為常用。 通過研究的深入人們發(fā)現(xiàn)，上述幾種材料在進(jìn)一步的研究過程中其生 物降解性和成骨作用都有不足之處；PGA、 PLA雖具有較好的生物相 容性、可降解性和可吸收性，但存在費用昂貴、可塑性差等缺點，而 且降解后的酸性代謝產(chǎn)物會降低聚合物周圍的pH值，影響細(xì)胞和組 織的生長，還可引起纖維化及發(fā)生周圍組織的免疫反應(yīng)。HA存在植 入后難以吸收替代、長期滯留于體內(nèi)妨礙骨組織的改建和完全修復(fù)等 缺點.那么我們不妨將思路拓寬來尋找一些新的材料一醫(yī)用級硫酸鈣 (Medical-grade Calcium Sulfate),它具有良好的生物相容性、降 解性和成骨作用，使其作為制備支架的原材料必將會得到良好的效果 和應(yīng)用^介值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的發(fā)明一種硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架及其制備 方法。
經(jīng)過多種研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鈣是一種骨引導(dǎo)性材料，主要作為空隙 的填充物，它能恢復(fù)骨的形態(tài)輪廓，阻止軟組織長入。它為血管和成骨 細(xì)胞的長入提供了骨引導(dǎo)性的基質(zhì)。
一種硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架的制備方法，其中，制備的步 驟如下
1) 制備半水硫酸鈣粉末與磨碎的冷凍人同種異體骨的復(fù)合型漿
料；
2) 將硫酸鈣漿料均勻涂敷于聚氨酯泡沫后，經(jīng)過干燥、高溫處理 后得到^J交釣陶瓷多孔支架；
3) 將上述的硫酸鈣陶瓷多孔支架浸泡于上述的復(fù)合型漿料中掛 漿后，置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥，然后加熱干燥后，得到本發(fā) 明的硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架。
上述的復(fù)合型漿料的制備方法如下將半水硫酸鈣粉末與磨碎的 冷凍人同種異體骨混合，硫酸釣粉體、凍干骨粉體、妥布霉素粉劑以 (1. 5-2. 5 ) : (0. 8-1. 2 ) : (0. 8-1. 2 )(優(yōu)選2: 1: 1 )的比例混合 后加入0.5-2% (優(yōu)選1%)的羧曱基纖維素流變劑和25 - 45 % (優(yōu) 選35%)去離子水后均勻得到復(fù)合型漿料。
上述的冷凍人同種異體骨制備方法如下將人同種異體骨冷凍至 -7 (TC ,再放入真空中繼續(xù)降低溫度1 - 3(TC ,到殘余水分減少到總 重5%以下。
上述的聚氨酯泡沫為45ppi聚氨酯泡沫體，孔徑在150 - 50(^ 1 和孔隙率84. 29%的比例之間，彈性高、氣孔均勻、氣孔率高，具有 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
上述的聚氨酯泡沫的處理方法為泡沫體裁成/5mmxl5mm的圓 柱體小塊，用蒸餾水清洗干凈后浸入到10%濃度的氫氧化鈉溶液中， 在60。C溫度下水解處理4h，除去泡沫體中的網(wǎng)絡(luò)間膜，然后，反復(fù) 揉搓并用清水沖洗干凈，晾干備用。
上述的硫酸鉤漿料的制備方法如下將硫酸鉤粉體中加入其重量 10-50% (優(yōu)選15%)的硅溶膠粘結(jié)劑，其重量的20 - 60% (優(yōu)選 40%)的去離子水，充分混合均勻，得到硫酸鈣漿料。
上述的半水硫酸釣制備方法如下將二水硫酸鈣粉末與去離子水 混合，置于密閉的壓力容器內(nèi)，同時加入常規(guī)量的聚丙烯酰胺轉(zhuǎn)晶劑， 在90 - 160攝氏度和1. 5 - 4. 5個大氣壓，使二水硫酸^溶解再結(jié)晶 形成半水^琉酸鈣的結(jié)晶變體，然后快速取出，進(jìn)行物理過濾，放入鼓 風(fēng)干燥箱內(nèi)在140-160。C溫度下恒溫干燥4-6小時，經(jīng)研磨過篩制備 而成。
將所述的聚丙烯酰胺涂覆在聚氨酯泡沫體表面，形成一聚合物 層，增強了聚氨酯泡沫間的粘覆性。
上述的第2)步方法如下將剪裁好的/ 5mm x 15隨聚氨酯泡沫圓 柱體'J、塊浸泡于硫酸釣漿料中，待聚氨酯泡沫上所有孔莖均勻黏附硫 酸4丐漿料后取出，制得硫酸4丐坯體，然后將坯體置于室內(nèi)環(huán)境下自然 干燥24h，電熱鼓風(fēng)干燥箱中l(wèi)l(TC下干燥24h;聚氨酯泡沫體的燃 燒揮發(fā)是陶瓷多孔支架成型的關(guān)鍵所在，根據(jù)有機泡沫體GH-1GI曲 線測定，其排塑溫度在300。C左右，坯體進(jìn)行燒結(jié)時在300到600。C時 升溫速度控制在rC/min,從而避免了有機泡沫體氧化產(chǎn)生的氣體對 坯體造成破壞；然后再升至IOO(TC保溫2h，后隨爐溫冷卻，聚氨酯 在高溫下完全分解揮發(fā)，硫酸4丐陶資多孔支架制備成功。
上述的第3)步方法如下硫酸鉤陶瓷多孔支架浸泡于復(fù)合型漿 料中進(jìn)一步的掛漿后，置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥10-40小時(優(yōu)選24小時)，在8(TC下干燥5-20小時(優(yōu)選12小時)；此步驟重復(fù)進(jìn) 行3-5次后，就使石克酸4丐陶覺多孔支架的所有孔壁上均勻的黏附了復(fù) 合型的材料，此時硫酸鈣與凍干骨復(fù)合型生物多孔支架制備完成。經(jīng) 鈷-60照射滅菌后無菌保存?zhèn)溆谩?有益效果
經(jīng)掃描后，電鏡SEM形貌圖可以測出，所得復(fù)合型支架孔徑分布 在150 ~ 300(im之間，孑L洞之間互相連通，而且材料內(nèi)部微孔豐富、 分布均勻，呈現(xiàn)疏松珊瑚狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)類似于生物活體的松質(zhì)骨 構(gòu)架，它有利于骨組織的長入和材料自身的生物降解。
經(jīng)過測試計算，多孔支架平均孔隙率為62. 59%- 79. 36%,抗壓 強度為27 - 53MPa (正常人體骨組織的生物力學(xué)強度松質(zhì)骨為 7. 09MPa、密質(zhì)骨177 - 221MPa )。
當(dāng)醫(yī)用硫酸4丐被吸收，新骨塑形并恢復(fù)解剖學(xué)特點和結(jié)構(gòu)特性。 其最重要的優(yōu)點是其自然吸收速度與新骨形成速度相當(dāng)。隨著醫(yī)用硫 酸4丐植入物的吸收，新骨逐漸恢復(fù)解剖性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點。
具體實施例方式
實施例1
原材料的準(zhǔn)備(l)硫酸鈞是一種很常見的工業(yè)原料，來源廣泛 且非常的廉價，從化學(xué)性質(zhì)上可以分成3種類型普通硫酸鈣(二水 硫酸釣)、無水硫酸鈣和半水硫酸釣；后者是由二水硫酸鈣深加工而 成，半水硫酸鈣的晶體結(jié)構(gòu)均勻、純度高，可用于醫(yī)學(xué)骨科領(lǐng)域的研
究與治療，亦稱醫(yī)用硫酸鈣；具體的制備方法是半水石克酸鈣制備方 法如下將二水硫酸鈣粉末與去離子水混合，置于密閉的壓力容器內(nèi)， 同時加入常規(guī)量的聚丙烯酰胺轉(zhuǎn)晶劑，在16 0攝氏度和1. 5個大氣壓， 使二水硫酸4丐溶解再結(jié)晶形成半水硫酸鈣的結(jié)晶變體，然后快速取 出，進(jìn)行物理過濾，放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)在160。C溫度下恒溫干燥4小 時，經(jīng)研磨過篩制備而成。(2)人同種異體骨冷凍至-70。C,再放入真 空中繼續(xù)降溫，到殘余水分減少到總重5°/。以下即可。(3)準(zhǔn)備硅溶膠 粘結(jié)劑、羧曱基纖維素流變劑、聚氨酯泡沫體、QM21SP2球磨機、 101A-3E電熱鼓風(fēng)干燥箱、R23-115-12型箱式電阻爐等儀器。 復(fù)合型材料的制作工序
a.前期準(zhǔn)備工作(l)硫酸鈣和凍干骨塊分別放入球磨機，球磨 lh，得到其粉體；(2)硫酸鈣粉體中加入15%硅溶膠粘結(jié)劑、40%去離 子水，充分混合均勻，得到MSC漿料；(3)硫酸鈣粉體、凍干骨粉體、 妥布霉素粉劑已2: 1: 1的比例與1%羧甲基纖維素流變劑和35°/。去離子 水放入球磨罐中球磨lh后得到分散均勻復(fù)合型漿料；(4)本實驗選用 45ppi聚氨酯泡沫體，孔徑在150 - 500iam和孔隙率84. 29°/。的比例之 間，彈性高、氣孔均勻、氣孔率高，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。將泡沫體裁 成實驗所需的^5mmxl5mm的圓柱體小塊，用蒸餾水清洗干凈后浸入到 10°/。濃度的氫氧化鈉溶液中，在60。C溫度下水解處理4h,除去泡沫體 中的網(wǎng)絡(luò)間膜，然后，反復(fù)揉搓并用清水沖洗干凈，晾干備用。為了 改善有機泡沫與漿料之間的粘附性，將聚丙烯酰胺涂覆在有機泡沫體 表面，形成一聚合物層，增強了有機泡沫間的粘覆性。
b.工藝流程
(1) 將剪裁好的^5腿x 15mm聚氨酯泡沫圓柱體小塊浸泡于硫酸 鈣漿料中，待聚氨酯泡沫上所有孔莖均勻黏附硫酸鈣漿料后取出，制 得硫酸鉤坯體，然后將坯體置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥24h,電熱鼓風(fēng) 千燥箱中110。C下干燥24h;聚氨酯泡沫體的燃燒揮發(fā)是陶資多孔支 架成型的關(guān)鍵所在，根據(jù)有機泡沫體GH-1GI曲線測定，其排塑溫度 在300。C左右，坯體進(jìn)行燒結(jié)時在300到60(TC時升溫速度控制在 rC/min,從而避免了有機泡沫體氧化產(chǎn)生的氣體對坯體造成破壞； 然后再升至IOO(TC保溫2h,后隨爐溫冷卻，聚氨酯在高溫下完全分 解揮發(fā)，硫酸4丐陶資多孔支架制備成功。
(2) 硫酸釣陶瓷多孔支架浸泡于復(fù)合型漿料中進(jìn)一步的掛漿后， 置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥10小時，電熱鼓風(fēng)干燥箱中8(TC下干燥5 小時；此步驟重復(fù)進(jìn)行3次后，就使硫酸鈣陶資多孔支架的所有孔壁 上均勻的翻附了復(fù)合型的材料，此時硫酸鈣/凍干骨復(fù)合型生物多孔 支架制備完成。經(jīng)鈷-60照射滅菌后無菌保存?zhèn)溆谩?br> 實施例2
原材料的準(zhǔn)備(l)硫酸鈣是一種很常見的工業(yè)原料，來源廣泛 且非常的廉價，從化學(xué)性質(zhì)上可以分成3種類型普通硫酸鈣(二水 硫酸鉀)、無水硫酸4丐和半水石危酸鈣；后者是由二水硫酸鈣深加工而 成，半水硫酸4丐的晶體結(jié)構(gòu)均勻、純度高，可用于醫(yī)學(xué)骨科領(lǐng)域的研 究與治療，亦稱醫(yī)用硫酸鈣；具體的制備方法是半水硫酸鈣制備方 法如下將二水硫酸4丐粉末與去離子水混合，置于密閉的壓力容器內(nèi)，
同時加入常規(guī)量的聚丙烯酰胺轉(zhuǎn)晶劑，在90攝氏度和4. 5個大氣壓， 使二水硫酸4丐溶解再結(jié)晶形成半水硫酸4丐的結(jié)晶變體，然后快速取 出，進(jìn)行物理過濾，放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)在140。C溫度下恒溫干燥6小 時，經(jīng)研磨過篩制備而成。(2)人同種異體骨冷凍至-IO(TC，再放入 真空中繼續(xù)降溫，到殘余水分減少到總重5%以下即可。(3)準(zhǔn)備硅 溶膠粘結(jié)劑、羧曱基纖維素流變劑、聚氨酯泡沫體、QM21SP2球磨機、 101A-3E電熱鼓風(fēng)干燥箱、R23-115-12型箱式電阻爐等儀器。 復(fù)合型材料的制作工序
a. 前期準(zhǔn)備工作(l)硫酸釣和凍干骨塊分別放入球磨機，球磨 lh,得到其粉體；(2)硫酸4丐粉體中加入其重量50°/。硅溶膠粘結(jié)劑、 60°/ 去離子水，充分混合均勻，得到MSC漿料；(3)硫酸鈣粉體、凍干 骨粉體、妥布霉素粉劑已2. 5: 0. 8: 0. 8的比例與2%羧曱基纖維素流 變劑和45%去離子水放入球磨罐中球磨lh后得到分散均勻復(fù)合型漿 料；(4)本實驗選用45ppi聚氨酯泡沫體，孔徑在150 - 50(^ra和孔隙 率84. 29%的比例之間，彈性高、氣孔均勻、氣孔率高，具有三維網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)。將泡沫體裁成實驗所需的^5mmxl5mm的圓柱體小塊，用蒸餾 水清洗干凈后浸入到10%濃度的氫氧化鈉溶液中，在60。C溫度下水解 處理4h，除去泡沫體中的網(wǎng)絡(luò)間膜，然后，反復(fù)揉搓并用清水沖洗 干凈，晾干備用。為了改善有機泡沫與漿料之間的粘附性，將聚丙烯 酰胺涂覆在有機泡沫體表面，形成一聚合物層，增強了有機泡沫間的 粘覆性。
b. 工藝流程
(1) 將剪裁好的^5mmx 15mm聚氨酯泡沫圓柱體小塊浸泡于硫酸 鈣漿料中，待聚氨酯泡沫上所有孔莖均勻黏附硫酸鈣漿料后取出，制 得疏酸4丐坯體，然后將坯體置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥24h,電熱鼓風(fēng) 干燥箱中110。C下干燥24h;聚氨酯泡沫體的燃燒揮發(fā)是陶瓷多孔支 架成型的關(guān)鍵所在，根據(jù)有機泡沫體GH-1GI曲線測定，其排塑溫度 在300。C左右，坯體進(jìn)行燒結(jié)時在300到600。C時升溫速度控制在 1°C /min,從而避免了有機泡沫體氧化產(chǎn)生的氣體對坯體造成破壞； 然后再升至IOO(TC保溫2h,后隨爐溫冷卻，聚氨酯在高溫下完全分 解揮發(fā)，硫酸4丐陶瓷多孔支架制備成功。
(2) 硫酸4丐陶資多孔支架浸泡于復(fù)合型漿料中進(jìn)一 步的掛漿后， 置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥40小時，電熱鼓風(fēng)干燥箱中8(TC下干燥20 小時；此步驟重復(fù)進(jìn)行5次后，就使硫酸4丐陶瓷多孔支架的所有孔壁 上均勻的都附了復(fù)合型的材料，此時硫酸釣/凍干骨復(fù)合型生物多孔 支架制備完成。經(jīng)鈷-60照射滅菌后無菌保存?zhèn)溆谩?br> 實施例3
原材料的準(zhǔn)備(l)硫酸铞是一種很常見的工業(yè)原料，來源廣泛 且非常的廉價，從化學(xué)性質(zhì)上可以分成3種類型普通硫酸鈣(二水 硫酸鉤)、無水硫酸鈣和半水硫酸鈣；后者是由二水硫酸鈣深加工而 成，半水硫酸4丐的晶體結(jié)構(gòu)均勻、純度高，可用于醫(yī)學(xué)骨科領(lǐng)域的研 究與治療，亦稱醫(yī)用硫酸鈣；具體的制備方法是半水硫酸鈣制備方 法如下將二水硫酸4丐粉末與去離子水混合，置于密閉的壓力容器內(nèi)， 同時加入常規(guī)量的聚丙烯酰胺轉(zhuǎn)晶劑，在150攝氏度和2個大氣壓，
使二水硫酸鉀溶解再結(jié)晶形成半水硫酸4丐的結(jié)晶變體，然后快速取
出，進(jìn)行物理過濾，放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)在150。C溫度下恒溫干燥4. 5 小時，經(jīng)研磨過篩制備而成。(2)人同種異體骨冷凍至-90。C,再放入 真空中繼續(xù)降溫，到殘余水分減少到總重5%以下即可。(3)準(zhǔn)備硅溶 膠粘結(jié)劑、羧曱基纖維素流變劑、聚氨酯泡沫體、QM21SP2球磨機、 101A-3E電熱鼓風(fēng)干燥箱、R23-115-12型箱式電阻爐等儀器。 復(fù)合型材料的制作工序
a. 前期準(zhǔn)備工作(l)硫酸鈣和凍干骨塊分別放入球磨機，球磨 lh，得到其粉體；(2)疏酸鉤粉體中加入15°/。硅溶膠粘結(jié)劑、40%去離 子水，充分混合均勻，得到MSC漿料；(3)硫酸鈣粉體、凍干骨粉體、 妥布霉素粉劑已1. 5: 1. 2: 1. 2的比例與0. 5%羧曱基纖維素流變劑和 35%去離子水放入球磨罐中球磨lh后得到分散均勻復(fù)合型漿料；(4) 本實驗選用4500!聚氨酯泡沫體，孔徑在150 - 500^im和孔隙率84. 29% 的比例之間，彈性高、氣孔均勻、氣孔率高，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。將 泡沫體裁成實驗所需的^5mmxl5mm的圓柱體小塊，用蒸餾水清洗干凈 后浸入到10°/。濃度的氫氧化鈉溶液中，在6(TC溫度下水解處理4h, 除去泡沫體中的網(wǎng)絡(luò)間膜，然后，反復(fù)揉搓并用清水沖洗干凈，晾干 備用。為了改善有機泡沫與漿料之間的粘附性，將聚丙烯酰胺涂覆在 有機泡沫體表面，形成一聚合物層，增強了有機泡沫間的粘覆性。
b. 工藝流程
(1)將剪裁好的^5mmx 15mm聚氨酯泡沫圓柱體小塊浸泡于硫酸 4丐漿料中，待聚氨酯泡沫上所有孔莖均勻黏附硫酸鈣漿料后取出，制
得硫酸釣坯體，然后將坯體置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥24h,電熱鼓風(fēng) 干燥箱中110。C下干燥24h;聚氨酯泡沫體的燃燒揮發(fā)是陶瓷多孔支 架成型的關(guān)鍵所在，根據(jù)有機泡沫體GH-1GI曲線測定，其排塑溫度 在300。C左右，坯體進(jìn)行燒結(jié)時在300到600。C時升溫速度控制在 1°C /min,從而避免了有才幾泡沫體氧化產(chǎn)生的氣體對坯體造成破壞； 然后再升至1000。C保溫2h,后隨爐溫冷卻，聚氨酯在高溫下完全分 解揮發(fā)，硫酸鈞陶瓷多孔支架制備成功。
(2)硫酸4丐陶資多孔支架浸泡于復(fù)合型漿料中進(jìn)一步的掛漿后， 置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥30小時，電熱鼓風(fēng)干燥箱中8(TC下干燥15 小時；此步驟重復(fù)進(jìn)行3次后，就使硫酸4丐陶瓷多孔支架的所有孔壁 上均勻的黏附了復(fù)合型的材料，此時硫酸鈣/凍干骨復(fù)合型生物多孔 支架制備完成。經(jīng)鈷-60照射滅菌后無菌保存?zhèn)溆谩?br> 經(jīng)掃描后，電鏡SEM形貌圖可以測出，所得復(fù)合型支架孔徑分布 在150 300(im之間，孔洞之間互相連通，而且材料內(nèi)部微孔豐富、 分布均勻，呈現(xiàn)疏;^珊瑚狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)類似于生物活體的杠Vt骨 構(gòu)架，它有利于骨組織的長入和材料自身的生物降解。
經(jīng)過測試計算，多孔支架平均孔隙率為62. 59%- 79. 36%,抗壓 強度為27 - 53MPa (正常人體骨組織的生物力學(xué)強度松質(zhì)骨為 7. 09MPa、密質(zhì)骨177 - 221MPa )。
當(dāng)醫(yī)用硫酸鈞被吸收,新骨塑形并恢復(fù)解剖學(xué)特點和結(jié)構(gòu)特性。 其最重要的優(yōu)點是其自然吸收速度與新骨形成速度相當(dāng)。隨著醫(yī)用碌^ 酸釣植入物的吸收，新骨逐漸恢復(fù)解剖性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點。
權(quán)利要求
1.一種硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架的制備方法，其特征在于制備的步驟如下1)制備半水硫酸鈣粉末與磨碎的冷凍人同種異體骨的復(fù)合型漿料；2)將硫酸鈣漿料均勻涂敷于聚氨酯泡沫后，經(jīng)過干燥、高溫處理后得到硫酸鈣陶瓷多孔支架；3)將上述的硫酸鈣陶瓷多孔支架浸泡于上述的復(fù)合型漿料中掛漿后，置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥，然后加熱干燥后，得到本發(fā)明的硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的復(fù)合型漿料 的制備方法如下將半水硫酸鈣粉末與磨碎的冷凍人同種異體骨 混合，硫酸鈣粉體、凍干骨粉體、妥布霉素粉劑以(1.5-2.5):(0. 8-1. 2 ) : (0. 8-1. 2 )(優(yōu)選2: 1: 1 )的比例混合后加入0. 5 -2% (優(yōu)選1°/ )的羧曱基纖維素流變劑和25 - 45 % (優(yōu)選35%) 去離子水后均勻得到復(fù)合型漿料。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的冷凍人同種 異體骨制備方法如下將人同種異體骨冷凍至-7(TC,再放入真空 中繼續(xù)降低溫度1 - 30。C,到殘余水分減少到總重5%以下。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的聚氨酯泡沫 為45ppi聚氨酯泡沫體，孔徑在150 - 500nm和孔隙率84.29%的比例之間，彈性高、氣孔均勻、氣孔率高，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其特征在于對所述的聚氨 酯泡沫的處理方法為泡沫體裁成/5mmxl5匪的圓柱體小塊，用 蒸餾水清洗干凈后浸入到l(W濃度的氫氧化鈉溶液中，在6(TC溫 度下水解處理4h,除去泡沫體中的網(wǎng)絡(luò)間膜，然后，反復(fù)揉搓并 用清水沖洗干凈，晾干備用。
6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的硫酸鈣漿料 的制備方法如下將硫酸鈞粉體中加入其重量10-50% (優(yōu)選 15%)的硅溶膠粘結(jié)劑，其重量的20 - 60% (優(yōu)選40%)的去離子 水，充分混合均勻，得到硫酸鈣漿料。
7. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的半水硫酸鈣 制備方法如下將二水硫酸4丐粉末與去離子水混合，置于密閉的 壓力容器內(nèi)，同時加入常規(guī)量的聚丙烯酰胺轉(zhuǎn)晶劑，在90-160 攝氏度和1. 5 - 4. 5個大氣壓，使二水硫酸鈣溶解再結(jié)晶形成半水 硫酸鉤的結(jié)晶變體，然后快速取出，進(jìn)行物理過濾，放入鼓風(fēng)干 燥箱內(nèi)在140-16(TC溫度下恒溫干燥4-6小時，經(jīng)研磨過篩制備 而成。
8. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于將聚丙烯酰胺涂覆 在聚氨酯泡沫體表面，形成一聚合物層，增強了聚氨酯泡沫間的 粘覆性。
9. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的第2)步方法 如下將剪裁好的/ 5mm x 15mm聚氨酯泡沫圓柱體小塊浸泡于硫 酸鈞漿料中，待聚氨酯泡沫上所有孔莖均勾黏附硫酸鈣漿料后取出，制得^5危酸鈣坯體，然后將坯體置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥24h， 電熱鼓風(fēng)干燥箱中11(TC下干燥24h;聚氨酯泡沫體的燃燒揮發(fā)是 陶瓷多孔支架成型的關(guān)鍵所在，根據(jù)有機泡沫體GH-1GI曲線測 定，其排塑溫度在300。C左右，坯體進(jìn)行燒結(jié)時在300到6G0。C時 升溫速度控制在rC/min，從而避免了有機泡沫體氧化產(chǎn)生的氣 體對坯體造成破壞；然后再升至IOO(TC保溫2h，后隨爐溫冷卻， 聚氨酯在高溫下完全分解揮發(fā)，硫酸4丐陶瓷多孔支架制備成功。 IO.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的第3)步方法 如下硫酸鈣陶瓷多孔支架浸泡于復(fù)合型漿料中進(jìn)一步的掛漿后， 置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥10-40小時(優(yōu)選24小時)，在80°C 下干燥5 - 20小時(優(yōu)選12小時)；此步驟重復(fù)進(jìn)行3-5次后， 就使硫酸釣陶瓷多孔支架的所有孔壁上均勻的黏附了復(fù)合型的材 料，此時硫酸釣與凍干骨復(fù)合型生物多孔支架制備完成，經(jīng)鈷-60 照射滅菌后無菌保存?zhèn)溆谩?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合多孔支架及其制備方法，特別是一種硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架及其制備方法。屬于醫(yī)療器械的技術(shù)領(lǐng)域。制備半水硫酸鈣粉末與磨碎的冷凍人同種異體骨的復(fù)合型漿料；將硫酸鈣漿料均勻涂敷于聚氨酯泡沫后，經(jīng)過干燥、高溫處理后得到硫酸鈣陶瓷多孔支架；將上述的硫酸鈣陶瓷多孔支架浸泡于上述的復(fù)合型漿料中掛漿后，置于室內(nèi)環(huán)境下自然干燥，然后加熱干燥后，得到本發(fā)明的硫酸鈣與凍干骨復(fù)合多孔支架。
文檔編號A61L27/40GK101176798SQ200710301268
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者孫海鈺, 孫海飆, 東 王 申請人:孫海鈺;孫海飆;王 東