[发明专利]一种用于B超检测的类人工骨材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于B超检测的类人工骨材料及制备方法，属于生物替代材料医学计量研究技术领域。

背景技术

仿组织超声模体是一种对B超设备成像质量进行检测与校正的器具，它作为一个科学技术概念首先出现于美国，并于20世纪80年代初形成产品。我国仿组织超声模体的研究始于20世纪80年代，目前国内计量部门使用的仿组织超声模体主要是由中国科学院声学研究所承担研制的“KS系列”超声模体。在医疗训练教学、医学图像处理、医疗设备检测等领域开发一种与人体器官外形一致、声学参数相近、包含多种组织的高精度多组织仿真超声模体具有重要的应用价值和社会意义。美国CIRS公司生产的以胎儿为研究对象的超声模体，形状与胎儿形态相似，B超下能清晰地观察到胎儿的全部轮廓，但其只采用一种专用凝胶材料制备仿肌肉组织，缺少仿骨骼部分。

国内外对于以羟基磷灰石为基体材料的人工骨研究很多，但是主要以多孔结构和可降解性为主，用于骨修复、骨填充和骨诱导的修补等方面。多孔结构有利于骨组织、骨细胞在骨形成蛋白的诱导下在孔壁上形成和生长；羟基磷灰石在液态环境中会发生溃散现象，因此体内液态环境会促进类人工骨的降解，类人工骨的可降解性能保证新生骨组织达到结构和性能与宿主骨组织相一致的要求。高精度多组织仿真超声模体人工骨与植入人体的人工骨要求不一致。由于所制造的类人工骨主要是应用于B超检测，而B超是根据回声强弱来判别不同部位的，如果人工骨表面有孔洞，B超声衰很大根本无法检测到人工骨，因此要求制备的类人工骨表面致密无孔、声衰小、与人体真实骨骼声学参数相接近。作为B超仪器检测器具的一部分，该人工骨不需要刺激新生骨组织，必须具备存放于主要成分是水的仿肌肉组织材料中，长期保持形状不降解或溃散的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于B超检测的仿真超声模体内部类人工骨材料及制备方法。对羟基磷灰石粉末表面进行改性处理，使得改性后的羟基磷灰石粉末制备的类人工骨达到在B超下检测能够显示轮廓清晰可辨的骨骼图像，作为一个标准超声模体用于医疗训练教学和医疗设备检测。

这种用于B超检测的类人工骨材料，其组成包括：

纳米级羟基磷灰石4.8-9.0g，

微米级羟基磷灰石3.0-7.2g，

硅烷偶联剂15-20ml，

无水乙醇90ml，

去离子水10ml，

Ⅰ型胶原蛋白：根据处于不同部位或年龄段骨骼的具体状况加入上述组分重量20-40%的Ⅰ型胶原蛋白,

固化剂:

聚丙烯酸6g，柠檬酸4g，磷酸0.7-1.8g。

所述用于B超检测的类人工骨材料，其组成是：纳米级羟基磷灰石4.8g、微米级羟基磷灰石7.2g、硅烷偶联剂15ml、无水乙醇90ml、去离子水10ml、Ⅰ型胶原蛋白50.8g、聚丙烯酸6g、柠檬酸4g和磷酸1.5g。

所述用于B超检测的类人工骨材料，其组成是：纳米级羟基磷灰石6.0g、微米级羟基磷灰石6.0g、硅烷偶联剂20ml、无水乙醇90ml、去离子水10ml、Ⅰ型胶原蛋白26.4g、聚丙烯酸6g、檬酸4g和磷酸1.8g。

所述用于B超检测的类人工骨材料，其组成是：纳米级羟基磷灰石9.0g、微米级羟基磷灰石3.0g、硅烷偶联剂20ml、无水乙醇90ml、去离子水10ml、Ⅰ型胶原蛋白46.2g、聚丙烯酸6g、柠檬酸4g和磷酸0.7g。

所述用于B超检测的类人工骨材料的制备方法，包括如下步骤：

A、将90ml无水乙醇与10ml去离子水混合，再加入体积为15ml的KH550硅烷偶联剂，静置一段时间后放入40-60℃水浴加热，加热时间为45-60min；

B、将纳米级羟基磷灰石与微米级羟基磷灰石倒入步骤A的溶液中，交替进行超声波分散与磁力搅拌，每种方法均需1h，共进行4h，得到白色凝胶；

C、利用离心机对白色凝胶离心直到除去其中多余的硅烷偶联剂；

D、将白色凝胶置于80℃烘干箱中干燥12h，研磨后得到白色粉末；

E、首先利用超声波分散器将柠檬酸溶解到聚丙烯酸中；然后依次加入步骤D所述改性后的羟基磷灰石粉末，在搅拌过程中滴加入磷酸，搅拌均匀后根据骨骼的真实状况加入为类人工骨总量20-40%的Ⅰ型胶原蛋白，充分混合后倒入骨骼模具中，在室温下干燥固化。