一種生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)合材料及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)合材料及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]骨組織修復(fù)材料，應(yīng)用于脊柱、四肢、頭部等因病變或者外傷所造成的骨缺損修復(fù)時(shí)，一方面要求在植入的初期提供足夠高的力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)，另一方面又要求在骨組織愈合后期能夠快速降解，以避免材料性能變化所帶來(lái)的不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]然而，對(duì)于骨組織修復(fù)材料而言，保持較高的力學(xué)強(qiáng)度與快速降解是一對(duì)相互制約的矛盾，例如，中國(guó)專利CN 101716380 A的骨修復(fù)復(fù)合材料，可以快速降解，但力學(xué)強(qiáng)度很低，抗壓強(qiáng)度在17MPa以下；而中國(guó)專利CN 104324415 A的骨修復(fù)材料，可以提供足夠高的力學(xué)強(qiáng)度，卻難以降解;可見，現(xiàn)有的骨修復(fù)材料通常難以同時(shí)滿足上述兩方面的要求，導(dǎo)致其應(yīng)用于骨缺損修復(fù)時(shí)的效果也差。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，需要發(fā)明一種新的材料，可以同時(shí)滿足力學(xué)強(qiáng)度和降解性能兩方面的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明提供的一種生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)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為17%?55%。
[0007]進(jìn)一步的，所述生物玻璃的重量百分比為34%?55%。
[0008]進(jìn)一步的，所述生物玻璃的粒徑為10微米?30微米。
[0009]進(jìn)一步的，所述生物玻璃的粒徑為25微米?30微米。
[0010]進(jìn)一步的，所述的氨基酸聚合物是由以下摩爾配比的原料聚合而成:ε-氨基己酸75%?95%、其它α-氨基酸5%?25%;優(yōu)選的，所述的氨基酸聚合物是由以下摩爾配比的原料聚合而成:ε_(tái)氨基己酸90 %?95 %、其它α-氨基酸5 %?10 %。
[0011]進(jìn)一步的，所述的復(fù)合材料是由以下方法制備而成:取ε_(tái)氨基己酸與其它α-氨基酸，加入水，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于150°C?160°C下脫水后，升溫至200°C?220°C反應(yīng)2小時(shí)?3小時(shí)，再升溫至230°C?235°C反應(yīng)I小時(shí)?2小時(shí)后，加入生物玻璃，混勻，冷卻，即得生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)合材料；
[0012]ε-氨基己酸與其它α-氨基酸的摩爾配比為:ε-氨基己酸75%?95%、其它α-氨基酸5%?25 %。
[0013]進(jìn)一步的，ε-氨基己酸與其它α-氨基酸的摩爾配比為:ε-氨基己酸90%?95%、其它α_氨基酸5%?10%。
[0014]進(jìn)一步的，所述的其它α-氨基酸選自丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸、甘氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、酪氨酸、色氨酸、蛋氨酸、精氨酸、組氨酸中的任意一種或兩種以上;優(yōu)選的，所述的其它α_氨基酸是由丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸與賴氨酸組成。
[0015]進(jìn)一步的，所述的復(fù)合材料在模擬體液中浸泡4周時(shí)，復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度為70MPa以上。
[0016]本發(fā)明還提供了上述的復(fù)合材料作為骨組織修復(fù)材料的應(yīng)用。
[0017]通常，骨組織的愈合時(shí)間為12周?24周，如果修復(fù)材料在該時(shí)間內(nèi)不能大部分降解(降解85 %以上)，修復(fù)材料會(huì)被包裹住，更加難以降解，影響骨組織的愈合。本發(fā)明的復(fù)合材料在模擬體液中浸泡12周?24周，復(fù)合材料降解85%以上;優(yōu)選的，本發(fā)明的復(fù)合材料在模擬體液中浸泡12周?16周，復(fù)合材料降解完全。
[0018]本發(fā)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，有利于組織和細(xì)胞與材料之間的相互作用，其降解產(chǎn)物為接近中性的寡肽或氨基酸小分子，或進(jìn)一步降解為二氧化碳和水排出，安全性非常高。
[0019]本發(fā)明復(fù)合材料，既可以在初期提供足夠的力學(xué)強(qiáng)度，又可以在后期快速降解，可以同時(shí)滿足力學(xué)強(qiáng)度和降解性能兩方面的要求，適合作為骨組織修復(fù)材料，用于脊柱、四肢、頭部等因病變或者外傷所造成的骨缺損修復(fù)，具有良好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。
[0020]顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
[0021]以下通過實(shí)施例形式的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中使用的原料、設(shè)備均為已知產(chǎn)品，通過購(gòu)買市售產(chǎn)品獲得；例如，生物玻璃購(gòu)買自上海高岸生物科技有限公司。
[0023]模擬體液按照以下文獻(xiàn)中的方法進(jìn)行配制:T.Kokubo ,H.Takadama.How usefulis SBF in predicting in vivo bone b1activity?B1materials,2006；27(15):2907-15o
[0024]實(shí)施例1、制備本發(fā)明生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)合材料
[0025]分別取ε-氨基己酸、丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸各122.5g、0.9g、
0.8g、1.2g、4g、1.5g，加入250ml三頸瓶中，加入70ml蒸饋水，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌逐步升溫至150°C?160°C進(jìn)行緩慢脫水，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)均為固體時(shí)，升溫至200°C?220°C使其熔融后反應(yīng)2小時(shí)，然后升溫至230°C?235°C條件下反應(yīng)I小時(shí)，生成氨基酸聚合物107g，再加入生物玻璃56g(粒徑30微米)，繼續(xù)攪拌半小時(shí)，混勻，氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到生物玻璃/氨基酸聚合物復(fù)合材料。
[0026]將該生物玻璃/氨基酸聚合物復(fù)合材料樣條在模擬體液中進(jìn)行降解和力學(xué)損失試驗(yàn)，以相同比例多元氨基酸聚合物為對(duì)照。
[0027]本發(fā)明復(fù)合材料，浸泡4周，失重26%，測(cè)得試驗(yàn)樣樣條的抗壓強(qiáng)度殘余值為81MPa，浸泡16周，材料完全降解;本發(fā)明復(fù)合材料，既可以在初期提供足夠的力學(xué)強(qiáng)度，又可以在后期快速降解，可以同時(shí)滿足力學(xué)強(qiáng)度和降解性能兩方面的要求。
[0028]對(duì)照樣，浸泡4周，降解11%，抗壓強(qiáng)度殘余值92Mpa，浸泡16周，降解19%，不能滿足骨修復(fù)材料對(duì)降解性能的要求。
[0029]實(shí)施例2、制備本發(fā)明生物玻璃/氨基酸聚合物的復(fù)合材料
[0030]分別取ε-氨基己酸、丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸各122.5g、0.9g、
0.8g、1.2g、4g、1.5g，加入250ml三頸瓶中，加入70ml蒸饋水，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌逐步升溫至150°C?160°C進(jìn)行緩慢脫水，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)均為固體時(shí)，升溫至200°C?220°C使其熔融后反應(yīng)2小時(shí)，然后升溫至230°C?235°C條件下反應(yīng)I小時(shí)，生成氨基酸聚合物107g，再加入生物玻璃23.1g(粒徑30微米)，繼續(xù)攪拌半小時(shí)，混勻，氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到生物玻璃/氨基酸聚合物復(fù)合材料。
[0031]將該生物玻璃/氨基酸聚合物復(fù)合材料樣條在模擬體液中進(jìn)行降解和力學(xué)損失試驗(yàn)。
[0032]本發(fā)明復(fù)合材料，浸泡4周，失重17%，測(cè)得試驗(yàn)樣樣條的抗壓強(qiáng)度殘余值為90MPa，浸泡24周，材料降解85%;本發(fā)明復(fù)合材料，既可以在初期提供足夠的力學(xué)強(qiáng)度，又可以在后期快速降解，可以同時(shí)滿足力學(xué)強(qiáng)度和降解性能兩方面的要求。
[0033]實(shí)施例3、制備本發(fā)明生物