[发明专利]一种骨组织工程支架材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料和组织工程领域，尤其涉及用作骨组织工程支架材料及其制备方法和用途。

背景技术

骨组织工程领域中，羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙(TCP)是两种广泛应用的支架材料。它们均具有良好的生物相容性，将它们植入机体组织，不产生局部和全身性毒性反应，亦无局部炎症和排斥反应。而且植入物可与骨床结合，两者间不形成纤维组织而发挥其支架和骨引导作用。磷酸三钙植入骨组织或皮下，可降解吸收；羟基磷灰石具有良好的骨诱导性，双相磷酸三钙陶瓷可以为骨髓间充质干细胞提供更理想的生长环境。

组织工程支架材料通常要求具有适合的孔径和孔隙率，以便于细胞和组织的长入。为了制备出具有适合骨组织工程应用的多孔支架，国内外的学者采用有机泡沫浸渍法，快速成型法，发泡法等多种方法来制备多孔陶瓷支架，传统的添加造孔剂法制备的多孔陶瓷，往往获得的支架孔隙率低，孔的连通性差。

因此，本领域迫切需要提供一种多孔骨组织工程支架材料，它的孔径范围大，孔隙率可调，而且孔的连通性好。

发明内容

本发明旨在提供一种骨组织工程支架材料。

本发明的另一个目的是提供骨组织工程支架材料的制备方法。

本发明的再一个目的是提供骨组织工程支架材料的用途。

在本发明的第一方面，提供了一种骨组织工程支架材料，所述的支架材料包括磷酸钙双相粉体和医学上可接受的粘结剂，所述的支架材料为多孔结构，孔径为100-600μm，连通孔径为45-130μm，孔隙率为45-93％；所述的磷酸钙双相粉体由羟基磷灰石和磷酸三钙构成，它们的摩尔比为0-1。

较佳地，所述支架材料的多孔结构由制备过程中添加的石蜡微球形成，所述的石蜡微球的孔径范围包括选自下述的一种或多种组合：150-300μm、300-500μm、500-710μm。

较佳地，所述支架材料的孔径为150-400μm，孔隙率为60-93％。

在本发明的第二方面，提供了一种如上述的骨组织工程支架材料的制备方法，所述的方法包括步骤：

(a)将磷酸钙双相粉体和医学上可接受的粘结剂混合，得到混合物1；

(b)将混合物1和粒径为100-710μm的石蜡微球混合得到混合物2；和

(c)将混合物2进行煅烧得到如上所述的骨组织工程支架材料；

所述的石蜡微球和磷酸钙双相粉体的质量比5∶1-9∶1；

所述的磷酸钙双相粉体含有羟基磷灰石和磷酸三钙，它们的摩尔比为0-1。

较佳地，在步骤(c)中所述的煅烧包括下述过程：以0.3-2℃/min的升温速率升至120℃-600℃保温0-4小时，再以1-8℃/min的升温速率升至950℃-1500℃保温1-6小时，冷却得到如上所述的骨组织工程支架材料；更佳地，在步骤(c)中将混合物2在模具中静压成型、干燥后在马弗炉中进行煅烧。

在另一优选例中，在步骤(c)中将混合物2在模具中静压成型、在室温下干燥至少2天，37℃干燥至少4天后在马弗炉中进行煅烧。

较佳地，所述的石蜡微球是不同粒径范围的混合微球，包括300-500μm和150-300μm的微球的混合，500-710μm和150-300μm的微球的混合，和300-500μm和500-710μm的微球的混合。

较佳地，所述的医学上可接受的粘结剂和磷酸钙双相粉体的质量比为0.1-0.8。

较佳地，所述的医学上可接受的粘结剂选自硅溶胶、聚乙烯醇(PVA)、甲基纤维素、聚丙稀酰铵、或其混合。

较佳地，所述的硅溶胶的浓度为5-25w/v％；更佳地为15-25w/v％。

在本发明的第三方面，提供了如上所述的骨组织工程支架材料的用途，它被用于或用作构建组织工程骨移植物。

据此，本发明提供了一种多孔骨组织工程支架材料，它的孔径范围大，孔隙率可调，而且孔的连通性好。

附图说明

图1显示了石蜡微球粒径：300-500μm制备的多孔磷酸钙陶瓷的大体照片(a)和SEM照片(b)。

图2显示了石蜡微球：150-300μm/300-500μm＝1∶1制备的多孔磷酸钙陶瓷的大体照片(a)和SEM照片(b)。

图3显示了石蜡微球：150-300μm/500-710μm＝3∶2(重量比)制备的多孔磷酸钙陶瓷的大体照片。

具体实施方式