[发明专利]一种柠檬酸钙/聚己内酯复合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/聚己内酯复合骨修复材料及其应用。本发明提供一种柠檬酸钙/聚己内酯复合骨修复材料，该复合材料体系可以解决无机钙盐与聚己内酯亲和性不够好且降解过慢的问题，也可以通过协调降解来解决柠檬酸钙本身降解过快而无法与新骨形成时间达成一致的问题，为骨组织修复提供更适宜微环境。并且该复合材料易于加工塑形，并具有良好的力学性能、生物降解性、生物相容性、骨引导性和骨诱导活性等综合生物医学性能，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，适用于需要较长期愈合时间的骨损伤修复医用材料领域，为骨修复材料领域提供一种可行有效的新型柠檬酸钙/聚己内酯复合骨修复材料。

技术领域

本发明涉及一种柠檬酸钙/聚己内酯复合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

目前，外伤、感染、骨质疏松等所引起的骨组织损伤等情况显著增加，寻找新的骨修复材料已成为目前的研究重点。理想的骨修复材料应具有良好生物相容性，具有良好的骨诱导、骨传导性能，能促进新生骨组织的生长，诱导成骨细胞的形成。此外理想的骨修复材料还需要具有良好的易塑型性以便于加工成临床上所需的各种尺寸、形状。

聚己内酯具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及生物降解性，可用作细胞生长支持材料，已被广泛应用与将聚己内酯与无机钙盐复合制备骨修复材料用于治疗骨损伤。现如今使用较多的无机钙盐组分有羟基磷灰石、磷酸三钙等。

中国专利201710981501.6公开了一种PCL/HA复合多孔骨组织工程支架及其制备方法，溶解于有机溶剂通过溶剂蒸发制备复合多孔材料。该发明方法制备出复合支架的抗压强度仅为0.98~10.2MPa，且羟基磷灰石本身自身降解性差，一般降解周期为1~2年甚至更长，而聚己内酯本身降解周期也偏长，诸如此类问题都限制了其在生物医用材料领域的应用。中国发明201010584880.3公开了一种聚己内酯/β-磷酸三钙复合多孔材料及其制备方法，该方法步骤繁多，操作复杂，同样β-TCP与PCL组分间存在明显的相分离现象，匹配相容性不佳等缺陷也限制了其应用范围。从原理上来看，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。从以上研究发明发现，无机钙盐虽然已获得较大研究近展且有多种临床应用产品，但仍存在诸多问题。例如，降解性差，长期疗效不明显，与聚合物相容性差等诸如此类的问题就需要我们从新材料出发研究新的方向，为进一步实现临床治疗应用提供新的思路和方法。

柠檬酸钙是一种有机钙盐，其饱和溶液的钙离子浓度为5.14mmol/L，与能利于成骨细胞增殖分化的钙离子浓度相适应，是一种理想的可用于骨修复的材料。柠檬酸钙能在体内降解并被吸收，且降解吸收过程中并不明显的改变人体体液pH值，降解过程释放钙离子也非常平稳高效，利于有效的吸收。本课题组之前通控制合成柠檬酸钙（中国专利201410061265.2；201410612150.8；201410612039.9；201410612989.1），使柠檬酸钙的形态特征和降解特性得到调控，便于复合以应用于骨修复领域中，并已在无机体系中得到应用体现。例如， Li等在Preparation and properties of calcium citrate nanosheets forbone graft substitute (Li J, Liu Y, Gao Y, et al. Preparation and propertiesof calcium citrate nanosheets for bone graft substitute [J]. Bioengineered,2016, 7(5): 376-381.)中提出了一种方便有效的方法合成纳米级片状柠檬酸钙，并研究了柠檬酸钙作为骨修复材料的应用。在随后的细胞和动物实验表明，柠檬酸钙可以促进新骨的形成。中国发明201511008235.6提供了一种含柠檬酸钙的骨水泥及其制备方法，该发明提供的含柠檬酸钙的骨水泥具有良好的骨引导性和骨诱导活性，但仍存在一定缺陷，比如力学性能较差，成型能力有限等。