[发明专利]一种具有粘接性能的人工骨材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工骨材料及其制备方法。

背景技术

高能量损伤导致的粉碎骨折越来越多见，这在一定程度上给临床医生的治疗 带了困难。特别是近关节的粉碎骨折，较小的碎骨片很难固定，如果去除过多势 必导致骨缺损，影响骨折的愈合；如果按解剖位置放回又难以维持骨片的稳定性， 影响关节面的对合，造成后期创伤性骨关节炎的发生。虽然目前对于粉碎骨折块 的治疗可以通过螺钉、钢针、钢丝、丝线等进行固定，或仅保持骨折的力线位置 让其自行愈合，但如果粉碎骨折块之间间隙较大或对和不良，将会明显影响骨折 的愈合时间及骨折的再塑型时间。

采用医用粘合剂对骨碎块进行粘合复位是目前较有前途的一种治疗方法。然 而，目前普遍使用的医用粘合剂或多或少都存在一些缺陷。如粘度和聚合速度难 以控制，韧性差及耐水性差，凝固后柔软性差。在骨组织粘接中，如骨折缝较大， 胶体涂抹过多，由于降解缓慢会起到板障作用，影响骨折的愈合。分解时会产生 有毒的甲醛；纤维蛋白类胶粘剂的粘接强度较低，又是血液制剂，不容易被病人所 接受；传统的骨科粘合剂-聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，粘合强度较高，但在粘合 过程中会产生有毒的单体，且在骨间容易形成较厚的阻隔影响骨折愈合。即使是 近年来发展的磷酸钙、磷酸镁骨水泥，在改善骨愈合性能上有了很大提高，尤其 是在骨缺损填充性能上表现优异，但其粘合强度仍不理想。

因此，研制具有生物活性、可控生物降解的人工骨材料，既具有骨缺损填充 性能，又具有较好粘接性能，成为医用生物型骨粘合剂研究开发的主要目标。

随着骨组织工程学的发展，针对临床不同需求进行不同类型组织工程骨的构 建已成为当今研究的趋势。羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)是天然骨的主要无 机成分，在骨质中大约占60wt％，其基本单元是针状磷灰石晶体。HA具有良好 的生物活性和生物相容性，大量研究表明HA具有较强的骨传导和骨诱导性，能 与骨组织较好的结合，是一种性能非常优良的骨修复材料。20世纪50年代以来， 科学家对人工合成的HA进行了深入的研究，合成出了纯度很高的HA单晶。但是 易碎、强度差、韧性差的缺点制约了HA的临床应用。纳米羟基磷灰石(n-HA)复 合材料是指纳米尺寸的HA与其他材料复合而成的新型材料。由于在结构上与天 然骨更为接近，n-HA复合材料比相应的微米复合材料具有更好的生物学性能； 同时优化材料的组成、结构和工艺将可能得到力学性能与天然骨更为匹配的骨修 复材料。目前研究的n-HA复合材料可分为两类：非降解的和可降解的。在与n-HA 复合的材料中可降解聚合物壳聚糖目前成为国内外研究的热点。壳聚糖 (chitosan，CS)是一种从海洋生物虾蟹外壳中提取的天然多糖类物质，在体内 可被吸收和利用，无免疫原性，与组织和细胞有很好的相容性。它的分子结构和 软骨基质糖氨多糖(GAG)结构相似，对软骨细胞有较好的吸附作用，促进细胞在 材料上的增殖与分化；促进成骨细胞增值并持续表达I型胶原纤维。目前大量的 研究证实纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合人工骨是一种性能非常优良的骨修复材 料。而海藻酸钠(sodium alginate，SAL)是从天然海藻中提取的一种分子胶体， 由于生物相容性好，且有较好的粘合性，已在组织工程中得到了广泛的应用。

上述研究表明，羟基磷灰石、壳聚糖、海藻酸钠具有良好的生物活性，适合 作为生物活性材料。但如何将它们制备成既具有骨缺损填充性能，又具有较好粘 接性能的人工骨材料，尚缺乏这方面的报道。

发明内容

本发明一方面提供了一种具有粘接性能的人工骨材料，该人工骨材料 由其固相组分和液相组分按照0.8∶1～4∶1(g/ml)的比例混合制备而成，

所述的固相组分包含羟基磷灰石、羧甲基壳聚糖、海藻酸钠，其中，羟基 磷灰石∶羧甲基壳聚糖∶海藻酸钠(质量比)＝85∶10∶5～45∶35∶20；

所述的液相组分为柠檬酸衍生物的二甲基亚砜溶液，所述柠檬酸衍生物的浓 度范围为1mmoL/L～10mmoL/L；

所述的柠檬酸衍生物为柠檬酸与N-羟基琥珀亚胺发生反应获得的酯化产 物。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的固相组分中，羟基磷灰石∶ 羧甲基壳聚糖∶海藻酸钠(质量比)优选：70∶25∶5～60∶30∶10。更优选的， 65∶28∶7。