[发明专利]一种镁合金基CaP-壳聚糖骨材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金基CaP-壳聚糖骨材料的制备方法。

背景技术

在整型外科中，骨修复与再生是一普遍而复杂的临床问题，全国每年有约220万人由于外伤、疾病需要骨移植，尤其是骨肿瘤所造成的骨缺损的病人，在治疗上颇具难度。可见，如何制备模仿自然骨组织的结构，并具有良好力学性能的可降解骨组织工程支架材料，是目前骨植入材料的研究热点。临床上常用的金属基骨植入材料主要是由不锈钢和钛合金等材料制成，将其植入体内后，不仅容易产生应力遮掩效应，影响骨骼愈合，而且在骨骼愈合后需要进行二次手术将其出，从而增加了患者身体上的痛苦和经济上的负担。镁合金具有良好的生物相容性和可降解性，植入人体内不会产生明显的毒副作用，也避免了二次手术，’因此，越来越受到人们的重视。镁合金的杨氏模量接近人骨，能有效降低应力遮挡效应，而且具有较高的比强度和比刚度，符合理想骨植入材料的要求。但是，在含Cl^-的人体环境中，镁合金降解速率过快，在骨骼愈合前就失去机械完整性。因此，提高镁及镁合金的耐蚀性成为人们关注的问题。羟基磷灰石(以下简称HA)的化学结构与人体骨骼中的无机成份十分相似，具有优异的生物相容性和生物活性，植入体内不仅安全、无毒，还能起到诱导骨生长的作用。壳聚糖(以下简称CS)的结构与人体骨中的有机成分相似，可降解，生物相容性好，无毒无刺激。按照仿生学思路，从自然骨结构出发，将羟基磷灰石和壳聚糖涂覆于镁合金表面，则可集三者的优点于一体，又可解决镁合金降解速度快的问题。各国研究者相继在镁合金表面制备了各种磷酸盐涂层，以解决其腐蚀过快的问题。然而，涂层与金属基体的结合力是决定涂层体系机械完整性的关键因素，它影响植入体系的长期稳定性和在人体内的降解行为。因此，改善和提高涂层与金属基体的机械结合力是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有镁合金基CaP-壳聚糖骨材料腐蚀过快的问题，而提供一种镁合金基CaP-壳聚糖骨材料的制备方法。

本发明的一种镁合金基CaP-壳聚糖骨材料的制备方法是按如下步骤进行的：

一、HA纳米粒子的制备：a、将摩尔浓度为0.6mol/L的磷酸氢铵溶液与摩尔浓度为1.0mol/L的硝酸钙溶液按体积比为1∶1的比例混合均匀，然后用质量百分比含量为25％的氨水调节pH值至10～12，即得混合溶液；将上述混合溶液在70℃～75℃下搅拌7～10h，静止12～24h，收集沉淀；b、用蒸馏水洗涤沉淀至pH值为7，再用无水乙醇洗涤3～5次，抽滤，得到的固相物在80℃～100℃温度下干燥12～24h，即得HA纳米粒子；

二、镁合金微弧氧化：a、取镁合金块，将镁合金块一侧裸露，其余部分用环氧树脂密封，将镁合金块裸露一侧依次用60、150、400、800和1000目砂纸打磨，再依次用蒸馏水和丙酮超声清洗2～4次；b、以上述超声处理后的镁合金为阳极，以装有电解液的不锈钢槽为阴极，在电流密度为0.1A/cm²的条件下，微弧氧化1～2min，取出阳极材料，水洗2～3次，即完成镁合金微弧氧化；

三、电泳沉积：a、称取5～10mL的质量百分比浓度为99.5％醋酸、0.10～0.30g壳聚糖和1.0～2.5g羟基磷灰石，加入到蒸馏水中，混合均匀，得到混合液A，其中醋酸的体积百分含量为2.5％～5％；b、按羟基磷灰石的质量百分比含量为0.33％～1％将羟基磷灰石加到无水乙醇溶液中，混合均匀，得到混合液B；c、将上述混合液A与混合液B按体积比为2∶3的比例混合均匀，超声处理1～2h后，陈化24～30h，得电泳悬浮液；d、以步骤二微弧氧化后的镁合金为阴极，以涂铱钽的钛合金片为阳极，置于电泳悬浮液中，在两极间距为1.0～1.5cm、电压为30～120V的条件下进行电泳沉积3min～30min，即得复合材料；

四、PBS浸泡：将步骤三电泳沉积后的复合材料，放入温度为37℃的PBS溶液中，浸泡5d后，再用蒸馏水冲洗复合材料，然后在室温下干燥3～5h，即得镁合金基CaP-壳聚糖骨材料；其中，PBS溶液每天更换一次。