[发明专利]一种柠檬酸钙/聚己内酯/聚乳酸骨修复材料及其应用

说明书

本发明属于骨损伤修复医用材料领域，具体涉及一种柠檬酸钙/聚己内酯/聚乳酸骨修复材料及其应用。由于柠檬酸钙和高分子具有良好的亲和性，可形成均匀分散的复合材料，并具有良好的力学性能，同时二者复合能体现出良好的生物相容性，可生物降解性，并且在降解过程中，提供一个稳定适宜的钙离子环境，创造局部高钙环境，以促进新生骨组织的生长。同时一种柠檬酸钙/聚己内酯/聚乳酸骨修复材料具有良好的成型性能，便于加工成临床应用中所需的尺寸、形状，可用于加工成骨科内固定所需的骨板、骨螺钉、椎间融合器等。本发明制备的一种柠檬酸钙/聚乳酸/聚己内酯骨修复材料，可以通过调节聚乳酸/聚己内酯的比例来调控复合材料的降解速度，以满足不同的愈合时间的骨损伤修复需要。

技术领域

本发明涉及一种柠檬酸钙/聚己内酯/聚乳酸骨修复材料及其应用，属于骨损伤修复生物医用材料领域。

背景技术

随着科技的进步，医学水平在不断提高，医用材料越来越来受到广泛的重视，其中利用人工骨替代材料来修复、替代骨缺损成为医学骨科领域的研究重点，也是治疗由于严重创伤、先天缺陷、骨肿瘤、骨髓炎等骨科疾病的有效手段。理想的骨修复材料应具有良好的基体适应性即生物相容性，具有合适的力学性能，同时具有良好的骨诱导、传导性能，能促进新生骨组织的生长，诱导成骨细胞的形成，还要具有良好的成型性能，便于加工成所需的尺寸、形状。

聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)均为美国食品与药物管理局(FDA)批准的可用于临床的聚酯类高分子聚合物。由于聚乳酸和聚己内酯都具有良好的生物降解和生物相容性，已被广泛应用于骨修复领域。其中，聚己内酯有特殊的碳链结构和良好的流变性能，具有良好的韧性和加工性，其降解周期达到1年以上，降解速度略微慢于新骨生长周期。而聚乳酸的降解周期约为6~8周，较能与人体骨骼生长周期相匹配，但聚乳酸的脆性和低韧性等缺点却限制了其应用。基于聚乳酸与聚己内酯力学性能上的互补性，以及降解周期上的差异性，研究发现将二者共混能够提供材料最优的机械性能，并且能在一定程度上调整共混高分子复合材料的降解速度，使其与人体各部位骨骼修复生长周期相匹配，以扩大其应用范围。杨静泽等在聚乳酸／聚己内酯共混材料的性能研究中（杨静泽, 胡珊, 高虎亮. 聚乳酸／聚己内酯共混材料的性能研究 [J]. 工程塑料应用, 2013, 41(5): 26-28.），采用熔融共混的方法制备了聚乳酸 (PLA)／聚己内酯 (PCL) 共混材料，研究了PLA／PCL共混材料的动态力学性能、力学性能、热性能和微观形貌，结果显示PLA/PCL共混材料可以克服单一材料力学性能上的缺陷。但该共混材料缺乏钙盐组分，细胞亲和性不好，且没有骨传导和诱导骨生成等作用。说明单独使用高分子聚合物材料，也存在着细胞亲和性较差，骨诱导活性和骨传导性差等缺陷，不能很好地应用于实际骨修复领域中。

因此在实际应用中也常常将高分子聚合物与无机钙盐复合的骨修复材料用于治疗骨损伤。一方面聚合物材料作为基质材料可以提供良好的力学性能支撑骨组织生长，同时可以通过调整聚合物来调控整体的降解速率，另一方面钙盐组分作为骨愈合初期钙离子提供来源，具有良好的骨诱导和骨传导作用，可诱导新骨组织的生长和再生。

现如今使用较多的用于与聚合物复合的钙盐组分有羟基磷灰石、磷酸三钙等。然而羟基磷灰石生物降解性差，且脆性大，局部提供钙离子浓度不够，不能很好的引导新骨生成等问题限制了其在生物医用材料领域的应用。另外，羟基磷灰石、磷酸三钙等属于无机钙盐组分，表面亲水而憎油，这与聚合物基质的特性恰恰相反，这种差异易引起颗粒与聚合物的界面相容性差、导致结合界面不稳定、颗粒分散均匀性差且易团聚。诸如此类的问题和不足就需要研究新的方向，为进一步实现临床治疗应用提供新的思路和方法。