[发明专利]基于硫酸钙盐包覆的磷酸钙多孔陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于硫酸钙盐包覆的磷酸钙多孔陶瓷，其是以磷酸钙作为基底，将硫酸钙盐包覆在磷酸钙表面，形成任意形状的多孔结构，在该多孔结构内的三维空间方向上至少有一维方向的孔隙的孔型是规则的，且孔隙的中心到边的距离为50‑2000微米，并且所有的孔隙相互贯通。本发明还另外提供了该种多孔陶瓷的制备方法。本发明设计的多孔陶瓷由于快速降解的硫酸钙盐在表面，慢速降解的磷酸钙在内部，所以该陶瓷植入体内后，会形成一个梯度降解的过程而赋予多孔陶瓷很高的成骨活性，并在一定时期内让陶瓷保持足够的力学强度。因此，本发明所设计的多孔陶瓷不但具有很高的成骨活性，而且降低了陶瓷早中期植入后出现迅速崩解的风险。

技术领域

本发明涉及生物陶瓷技术领域，具体涉及的是一种基于硫酸钙盐包覆的磷酸钙多孔陶瓷及其制备方法。

背景技术

把磷酸钙陶瓷加工成多孔结构以赋予和提高磷酸钙陶瓷生物学功能一直是硬组织缺损修复用材料的研究课题。为此，到目前为止已有不同孔径和孔隙结构的多孔磷酸钙陶瓷以及对应的制备方法被公开。尽管如此，基于当前方法制备的多孔磷酸钙陶瓷的生物活性还欠佳。特别是当前的多孔磷酸钙陶瓷的骨诱导性还比较弱。

为了提高多孔磷酸钙的骨诱导性，目前临床上较为常规的方法是使用骨生长因子与多孔磷酸钙结合以提高多孔磷石钙陶瓷的骨诱导性。然而，使用骨诱导生长因子有诸多缺陷，例如价格昂贵，用量不确定，容易与体内其它生长因子产生拮抗作用等副作用。所以近年来对使用骨生长因子促进骨生长的临床方案越来越受到质疑。

硫酸钙，另外一种生物陶瓷，因为其具有较快速降解的特点，植入体内后会在植入区域产生一个高钙浓度环境和弱酸性环境，所以可以很好地诱导血管和新骨生长。因此，在临床上硫酸钙也是一种具有骨诱导功能的材料。而且临床已经广泛验证了其有效性和安全性。尽管如此，硫酸钙过快的降解速度也是不利因素，因为临床显示硫酸钙的降解速度常常快于新骨形成速度。由此，硫酸钙植入体内后会很容易失去作为骨支架的功能。

为了克服磷酸钙和硫酸钙的各自的缺点，将磷酸钙与硫酸钙组合成为一个可行的方法。目前已有很多文献报道把硫酸钙与磷酸钙相组合，组合后不但优于单组份的成骨活性，而且降解性能也得到改善。尽管如此，当前把硫酸钙和磷酸钙组合的方法主要是把二者简单的混合。如此简单的混合极大地抑制了二者的生物学功能，因为大量试验结果已经证实生物陶瓷的生物学性能是极度依靠其结构的。而为了获得具有特定结构的硫酸钙-磷酸钙复合陶瓷，目前也有一些相关技术报道，例如申请号为201210018715.0、201420123702.4、201710716376.6、201510392025.2、201610525629.7、201610523497.4和201610525104.3的专利报道了多孔的硫酸钙-磷酸钙复合陶瓷的制备。

尽管把硫酸钙-磷酸钙制备成多孔结构提高了其生物学性能，但是这些多孔复合陶瓷的孔隙参数，包括孔隙直径、孔隙结构、孔隙分布等并不理想，骨诱导性能不佳，不利于新骨的生长。并且，将硫酸钙与磷酸钙均匀混合，这样的组合还可能导致制备的陶瓷在植入体内后因硫酸钙的快速降解而导致复合陶瓷崩解。因此，需要充分考虑硫酸钙在陶瓷中分布对陶瓷的力学影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于硫酸钙盐包覆的磷酸钙多孔陶瓷及其制备方法，其不仅质量可控、力学性能下降慢，而且骨诱导性能俱佳，更利于刺激新骨再生。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于硫酸钙盐包覆的磷酸钙多孔陶瓷，其是以磷酸钙作为基底，将硫酸钙盐包覆在磷酸钙表面，形成外观为任意形状的多孔结构，在该多孔结构内的三维空间方向上至少有一维方向的孔隙的孔型是规则的，且孔隙的中心到边的距离为50-2000微米，并且所有的孔隙相互贯通。

优选地，所述的硫酸钙盐为无水硫酸钙、半水硫酸钙、二水硫酸钙、硫酸钙纳、硫酸钙钾、硫酸钙纳钾、硫酸钙镁、硫酸钙锌、硫酸钙铁、硫酸钙锶中的任意一种或多种。