[发明专利]一种医用增强纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，尤其是指一种医用可降解增强纤维的制备方法。

背景技术

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简写为HA）是人体骨骼中最主要的无机盐成分，可降解、具备良好的骨相容性和诱导性。目前HA作为骨修复材料、人工关节涂层以及其他金属种植体涂层在临床上得到了广泛应用。自上世纪90年代以来，为了进一步提高扩大HA在临床上的使用范围，人们开始研究HA纤维的合成技术，试图采用HA纤维替代一些惰性纤维在临床的应用。目前关于HA纤维制备研究有以下一些方法：水热条件下磷酸二氢钙的溶解-再沉淀法、均匀沉淀法、高温固相合成法等。但是由于HA的结构和性质对制备条件敏感，结晶性和热力学稳定性通常不足，要制备出同时满足长度、均匀性、形貌尺寸等可控的HA纤维，特别是高长径比的HA纳米纤维十分困难。

高长径比纳米级单晶ＨＡ纤维在形成过程中对条件要求十分敏感，相同方法制备出的HA在尺寸上会有极大的差异。目前的研究和报道的微米级的HA纤维的长径比值都在几十到一百多；纳米级HA多为短棒状或针状，长径比更小。而更高长径比的纳米级或微米级HA单晶纤维制备方法的尚未报道。同时现有的报道的一些制备方法还存在纤维的分散性较差，团聚等缺点，这都会导致最终增强效果的不理想。

 

发明内容

本发明解决的主要技术问题是提供一种高长径比的医用增强纤维及其制备方法，从而解决现有方法制备的ＨＡ纤维长径比小，力学强度差，在纤维的分散性较差且易产生团聚，无法获得单晶纤维等问题。

为解决上述技术问题，提供一种医用增强纤维，为纳米或微米级羟基磷灰石HA纤维单晶，其中纳米或微米HA纤维中钙磷元素（Ca/P）摩尔比为1.50-1.90。

所述纳米HA纤维的直径在1~500nm，平均长度超过200μm，最大长径比高达1000~5000；所述微米级的HA纤维的直径大于0.5μm、小于20μm；长径比大于200、小于2000。

进一步地，所述纳米或微米HA纤维中掺杂有微量元素或其它人体所需的元素，为选自银、锶、镁、锌、氟、碳、铜中一种或多种掺杂元素离子。HA纤维中掺杂元素含量为0.01~7.8%。

本发明还提供该医用增强纤维的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配制一定浓度的稀硝酸溶液，加入一定量的钙盐和磷酸盐，配制成含有一定钙离子和磷酸根浓度的溶液；

步骤2：随后加入一定量的pH调节剂，并控制在一定的浓度范围内；

步骤3：然后加入一定量的表面活性剂，并搅拌混合均匀，表面活性剂控制在一定的浓度范围内；

步骤4：将溶液倒入高压釜内，在一定温度下反应一定时间后，冷却至室温；

步骤5：将高压釜内的溶液进行离心，将所得沉淀烘干，制备得到纳米级或微米级的羟基磷灰石纤维。

优选地，所述步骤1中硝酸的浓度为0.01~0.8 mmolL^-1；钙盐选自硝酸钙、氯化钙中一种或二者的组合；磷酸盐选自磷酸氨、磷酸氢二氨、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾中的一种或几种的组合；钙盐及磷酸盐两种盐溶解于硝酸所形成的混合溶液中钙离子浓度范围为10~100 mmolL^-1，磷酸根的浓度范围为10~100 mmolL^-1，钙离子和磷酸根离子的摩尔浓度比为1:1，不同于目前各种报道所采用1.67的比例。

所述步骤1中，进一步加入银、锶、锌、氟、镁、碳和铜一种或多种微量元素或其它人体所需的掺杂元素盐；所述掺杂元素盐的盐选自硝酸银、磷酸氢锶、碳酸锶、硝酸锌、六氟磷酸、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、氯化镁、硝酸铜中一种或多种，浓度范围为0.001~10 mmolL^-1。

优选地，所述步骤2中，pH调节剂选自乙酰胺、二甲基乙酰胺、三甲基乙酰胺中的一种或多种的组合，浓度范围为0.1~2 molL^-1；所述步骤3中，表面活性剂选自阴离子表面活性剂中的十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基硫酸钠中的一种或几种的组合，浓度范围为1~50 mmolL^-1；所述步骤4中，反应温度范围80~180℃。反应时间3~12 h。