[发明专利]一种人骨替代材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人骨替代材料及其制备方法。

背景技术

在人体硬组织修复和植入材料材料中，金属材料和陶瓷材料在很早之前就已经得到临床应用，如钛合金、铝合金等。但这两类材料有以下缺点：1.生物相容性差，植入材料不能和人体组织不能发生紧密的化学键。2.弹性模量比人体自然骨高很多，植入机体后两种材料容易与周围自然骨以发生“应力屏蔽”效应，从而导致植入材料周围的骨组织不能正常发育，骨替代材料植入体在植入一段时间后需要更换，这增加了患者的伤痛。随着世界人口增加，创伤病人增多以及人们对健康的要求越来越高，人们希望能够找到一种生物性能好、力学性能优异的材料作为骨替代材料。高分子材料弹性模量可以通过调整达到人们所需要求，能够与自然骨形成良好的力学匹配，同时能够克服金属材料和陶瓷材料的上述缺点，是近几年来科学家研究的重点和热点。有研究发现，在高密度聚乙烯中加入羟基磷酸钙填料，形成的复合材料弹性模量能够达到自然骨水平，同时具有较高的生物活性，该材料在颊骨、中耳骨的植入中得到了很好的应用。如聚醚醚酮，尼龙，聚乳酸和壳聚糖等作为羟基磷酸钙骨骼替代材料基体的研究也有报道。但该复合材料也有以下缺点：1.机械强度低，只能应用于承力较小的部位；2.复合材料中羟基磷酸钙粉体含量比较高、尺寸大，容易发生团聚作用，与基体材料聚乙烯结合不牢固，导致复合材料中有大量微孔隙，从而导致性能不稳定。

聚醚砜(PES)又称聚苯醚砜，是英国ICI公司在二十世纪七十年代年开发的一种热塑性高分子材料，该材料综合性能优异，玻璃化温度在225℃左右，在180℃条件下可以长期使用，该材料是目前第一个被研究学者誉为具有高冲击强度、高形变温度、易成型等特点的特种工程塑料。聚醚砜分子具有很强的稳定性（苯环的刚性、醚基的柔性、砜基与整个结构单元形成的大共轭体系），主要有机械性能良好、化学性能稳定、热稳定性优良。同时这种材料易于成型，可以根据不同形状进行设计制造，在材料经过高温高压或辐射消毒后力学性能不会发生变化，近年来在医疗器械领域得到广泛应用。尽管PES在生理环境中力学性能稳定，但其生物活性有限，无法在骨替代材料领域直接使用。

发明内容

为此，本发明为克服上述现有人骨替代材料的缺点，提供一种人骨替代材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种人骨替代材料，包含聚醚砜和羟基磷灰石。

优选地，所述聚醚砜和羟基磷灰石的质量比为（2-9）：1。

优选地，所述聚醚砜和羟基磷灰石的质量比为9：1。

本发明还提供一种人骨替代材料的制备方法, 包括以下步骤：

a. 将一定量的羟基磷灰石加入到N,N-二甲基甲酰胺中，超声至羟基磷灰石均匀分散于N,N-二甲基甲酰胺中；

b.加入聚醚砜，加热搅拌至反应完全，将产物倒入模具中，真空干燥去除气泡，烘干至恒重。

5、根据权利要求4所述的人骨替代材料的制备方法,其特征在于，所述步骤b中在加入聚醚砜，加热搅拌至反应完全后还包括：加入成孔剂氯化铵，继续搅拌待氯化铵充分混匀后，将混合物迅速倒入模具中，真空干燥去除气泡，然后将产物移至去离子水中浸泡，除去氯化铵，形成孔，再烘干至恒重。

优选地，所述步骤b后还包括：

c.将步骤b制备成型的材料用去离子水超声，去除氯化铵成孔剂，超声过程中不断更换去离子水，用硝酸银溶液检测，直至去离子水中无白色沉淀出现，随后将材料放入烘箱中烘干，至恒重。

优选地，所述步骤b中，加入聚醚砜，在加热至60-80℃的条件下搅拌至反应完全。

优选地，所述步骤b中，形成孔后，以每隔2h升温20℃的升温速度升温至170℃，烘干至恒重。

本发明的有益效果是：

1、本发明的人骨替代材料包含有聚醚砜和羟基磷灰石，一方面相比与现有的复合材料具有更好的力学性能，克服了现有复合材料机械强度低，只能应用于承力较小的部位的缺点；另一方面，本发明的人骨替代材料中纳米羟基磷酸钙含量较低、尺寸小，克服了现有复合材料容易发生团聚作用，与基体材料结合不牢固，导致复合材料中有大量微孔隙，从而导致性能不稳定等缺点。

2、采用本发明人骨替代材料的制备方法以氯化铵为制孔剂制备得到的PES/HA多孔复合材料，采用光学显微镜和扫描电镜对PES孔结构进行表征发现该材料是具有孔隙间连通的三维多孔材料，孔结构多为不规则形；这种三维多孔状的人骨替代材料主要有以下优点：

2.1多孔材料密度小，质量轻；