[发明专利]均相自发泡法制备抗菌多孔复合骨修复支架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种均相自发泡法制备抗菌多孔复合骨修复支架的方法。

背景技术

临床发现骨修复材料植入机体后，细菌易在植入材料表面定植，常会导致与植入材料相关的细菌感染，影响材料周围细胞和组织与材料间的良性交互作用，甚至造成骨质流失，导致骨修复失败。一旦感染发生，患者即使口服或注射大剂量抗生素也难以起到有效治疗作用，而且抗生素的滥用正在不断增长细菌耐药性.因此，研制自身具有抗菌、抗感染性能的骨修复材料已成为生物材料领域研究热点之一。

研究人员尝试在骨修复材料中加入抗菌成分，如银及其化合物、二氧化钛、壳聚糖、季铵盐、抗生素等，赋予材料抗菌性能。二氧化钛是光催化型抗菌剂，在植入材料领域难以发会作用;季铵盐存在化学稳定性差、易产生抗药性、有溶血作用、对革兰氏阴性菌抑制作用弱等缺点;壳聚糖耐热性差、加工困难、药效持久性差。载抗生素类骨修复材料植入体内虽在局部能发挥较好的抗菌作用，但随着抗生素逐渐释放，后期残留在材料中的抗生素无法达到有效杀菌浓度，进而易诱导细菌产生耐药性;同时载抗生素类材料存在药物突释，以及不同生理环境下药效变低等缺点。银系抗菌剂具有抗菌谱广、不易产生耐药性等优势，已在抗菌骨修复材料领域引起广泛关注。硝酸银中银离子释放过快，作为抗菌剂难以满足持续、长效抗菌需求;磷酸银微溶于水，在有水存在的环境中可缓慢释放出高抗菌活性的银离子，起到抗菌作用。课题组前期在可注射聚氨酯中添加磷酸银制备了抗菌根管充填材料，研究表明，当复合材料中的磷酸银添加量为３％(质量分数)时，制备的根管充填材料兼具强抗菌性能和良好的生物相容性。

聚氨酯由软硬段构成的嵌段聚合物，可根据需求选择不同软硬段或调整软硬段比例即可获得不同理化性能和降解性能，因其良好的生物相容性、力学性能和性能可调控等优点已在骨组织工程领域广泛研究纳米羟基磷灰石/聚氨酯多孔骨修复支架材料已显示出优良的生物相容性和成骨作用。因合成聚氨酯原料中存在的异氰酸根可与水反应，制备聚氨酯类多孔支架常用水作为发泡剂。尽管水安全无毒，但随着反应进行，复合材料体系粘度逐渐增大，后期加入的发泡剂水很难均匀分散其中，从而影响支架孔隙结构均匀性和孔隙连通性。

发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种均相自发泡法制备抗菌多孔复合骨修复支架的方法。

本发明的技术方案在于：

均相自发泡法制备抗菌多孔复合骨修复支架的方法，首先制备nHA/DCPD/PU 复合材料，还包括如下步骤：

制备上述复合材料后，然后在大于75℃温度条件下使DCPD 释放结晶水与聚氨酯预聚体中的异氰酸根反应生成CO₂ ，实现复合材料均相自发泡成型，其中无机填料约占30％ ；

在氮气保护下，取15g 甘油改性的蓖麻油加入三颈瓶中，70 ℃油浴加热并机械搅拌0.5h，加入6.5g DCPD 固体粉末、6.5g nHA 粉末，使其与改性的蓖麻油充分混合；

逐渐滴加15g IPDI，反应得到nHA/DCPD/PU 复合材料预聚物；

然后加入0.05mL 催化剂，反应约0.5h，再加入0.5mL扩链剂，继续反应2 h，在90℃ 熟化发泡24h，洗涤、烘干得到抗菌多孔复合骨修复支架。

所述的蓖麻油与IPDI 的摩尔比为1：1.5。

所述的催化剂为辛酸亚锡。

所述的扩链剂为BDO 。

所述的发泡温度为85℃。

本发明的技术效果在于：

本发明制成的菌多孔复合骨修复支架孔隙分布均匀、贯通性好、孔隙率高、力学性能佳，且兼具适宜孔结构和高抗菌性能，在骨修复领域有较大的应用潜力。

具体实施方式

均相自发泡法制备抗菌多孔复合骨修复支架的方法，首先制备nHA/DCPD/PU 复合材料，还包括如下步骤：

制备上述复合材料后，然后在大于75℃温度条件下使DCPD 释放结晶水与聚氨酯预聚体中的异氰酸根反应生成CO₂ ，实现复合材料均相自发泡成型，其中无机填料约占30％ ；

在氮气保护下，取15g 甘油改性的蓖麻油加入三颈瓶中，70 ℃油浴加热并机械搅拌0.5h，加入6.5g DCPD 固体粉末、6.5g nHA 粉末，使其与改性的蓖麻油充分混合；

逐渐滴加15g IPDI，反应得到nHA/DCPD/PU 复合材料预聚物；