[发明专利]三维多孔道骨组织工程支架材料人工牙的制备方法

说明书

本发明提供了一种三维多孔道骨组织工程支架材料人工牙的制备方法，包括聚醚醚酮悬浮液的配制、羟基磷灰石晶须悬浮液的配制、聚乳酸悬浮液的配制、三维多孔道骨组织工程支架材料复合棒材的制备、人工牙加工、人工牙表面酸处理、人工牙表面的三维多孔道内填充PLLA/nHA多孔复合物、人工牙表面三维多孔道内PLLA/nHA多孔复合物的降解处理、人工牙表面喷附生长因子等九个步骤。本发明使用羟基磷灰石、聚醚醚酮、左旋聚乳酸为主要原料制备一种骨组织工程支架材料，然后以特殊的工艺将其用于制备人工牙，得到的人工牙具有良好的生物相容性、细胞亲和性和骨传导性，并具有三维立体多孔道结构，使人工牙具有良好的生物降解性和骨诱导性。

技术领域

本发明涉及一种人工牙的制备方法，具体是一种三维多孔道骨组织工程支架材料人工牙的制备方法，属于牙科医用材料技术领域。

背景技术

骨组织工程是利用细胞生物学和工程学原理来研究开发修复和改善损伤骨组织形态和功能的生物替代物的一门科学。骨组织工程的三大要素包括种子细胞、支架材料和生长因子，其中支架材料一方面作为种子细胞和生长因子的载体将其运送至缺损部位，另一方面还给新骨生长提供支撑的作用，因此支架材料是骨组织工程的关键。理想的骨组织工程支架材料具有以下特点：良好的生物相容性、细胞亲和性和骨传导性；具有三维立体多孔结构，孔隙率大小利于细胞黏附增殖和血管长入；良好的生物力学性能，利于塑形等。

基于骨组织工程支架材料的上述特点与人工牙所需具备的特性具有高度一致性，因此我们希望能开发一种骨组织工程支架材料，将其引入牙科医用材料领域，用于制备一种新型材料的人工牙。

天然骨是由60%的羟基磷灰石（HA）、10%的水和30%的胶原蛋白构成的，在众多的生物材料中只有纳米羟基磷灰石（nHA）的形貌、成份晶形和晶度与天然骨中羟基磷灰石的非常相似，而羟基磷灰石晶须是一种以同样方法合成的亚纳米羟基磷灰石，只是合成的时间多一点，生长长一点，两者的化学结构完全一样，因此羟基磷灰石晶须是一种理想的骨组织工程支架材料。

晶须是一种以单晶形式生长成的针状微晶体，其强度接近于完整晶体的理论值。对于同一物质，晶须的力学强度要比多晶大1000倍，而且晶须能像纤维一样依靠桥接、裂纹偏转和拨出效应吸收能量。由于晶须的强度远高于其他短切纤维，因此其主要用作复合材料的增强体，用于制造高强度复合材料。经羟基磷灰石晶须增强后的生物陶瓷，不论是普通生物陶瓷还是多孔生物陶瓷，其强度都能增加40%，而且晶须复合体在普通X光下可以显影，便于临床观察。晶须的制备方法有高温高压合成法和水热合成法等，对于羟基磷灰石晶须来说，高温高压合成法设备复杂价格昂贵，制备成本高，且高温高压会使羟基磷灰石失去生物活性羟基，因此更适于采用水热合成法来制备。水热合成法设备简单造价低廉，产量大，而且采用水热合成法制备的羟基磷灰石晶须能保持生物活性，没有毒性，可充分发挥磷酸钙盐、单晶体和纤维的综合优势。2013年昆明理工大学陈庆华教授发明一种水热均相沉淀法，能够制备出长度达800甚至1500μm长的晶须，长径比为100～500，甚至达700。其制备方法简单，产量高，长径比更好，而且价格低廉。利用漂浮法可以筛选分成100～400μm的短晶须和500～800μm的长晶须以及800～1500μm的特长晶须。

聚醚醚酮（PEEK）是一种具有高强度、高断裂韧性的塑料，其耐疲劳性可与合金媲美。医用级PEEK具有很好的生物相容性、无细胞毒性、无诱变性、无致癌性，不引起过敏，还具有极强的耐腐蚀、耐水解和耐化学性，而且其具有良好的机械性能，是目前研究得较为广泛的人工骨材料之一。PEEK和羟基磷灰石晶须做成的复合材料，长或特长晶须经PEEK胶合成立体晶须网层，其力学性能不亚于皮质骨。唯一能溶解PEEK的溶剂是浓硫酸，丙酮能让PEEK表面韧性降低，在丙酮的作下进行PEEK表面大颗粒喷砂，再用浓硫酸进行表面处理，可以在表面形成喇叭状凹凸不平表面。