[发明专利]一种在复合支架表面构建双膦酸钙结晶的方法及产品

说明书

本发明公开了一种在复合支架表面构建双膦酸钙结晶的方法及产品。该方法基于重结晶技术，首先将生物活性陶瓷‑生物医用高分子复合支架浸入双膦酸盐水溶液中孵育，在生物活性陶瓷‑生物医用高分子复合支架表面构建双膦酸钙结晶。本发明有效解决了生物活性陶瓷‑生物医用高分子复合支架缺少骨诱导性，直接使用高浓度双膦酸盐存在细胞毒性的问题，对于生物活性陶瓷‑生物医用高分子复合支架在骨组织工程中的应用有重大的研究意义。

技术领域

本发明属于生物医用骨修复材料制备领域，尤其涉及一种在复合支架表面构建双膦酸钙结晶的方法及产品。

背景技术

骨是一种天然的含磷复合材料。生物活性陶瓷材料(如磷酸钙、羟基磷灰石、β-磷酸三钙和生物玻璃等)和天然骨组织的矿物相具有相似的化学成分，展现出良好的生物活性、骨传导性和机械强度，是骨损伤修复与再生的极佳选择并被用于骨组织工程数十年。但生物活性陶瓷材料易碎且无法调控降解性能。因此复合具有骨传导性的生物活性陶瓷材料和具有生物降解性的生物医用高分子成为骨组织工程的一个选择。生物活性陶瓷-生物医用高分子复合材料虽然改善了生物活性陶瓷材料的力学性能和降解性能，但仍缺乏足够的成骨诱导性。因此找到一种方法在保持生物活性陶瓷材料-生物医用高分子复合材料优势的同时，获得良好的成骨诱导性成为研究热点。

双膦酸盐(bisphosphonates，BPs)能与骨基质特异性的结合，抑制破骨细胞活性，从而抑制骨质吸收，因而广泛用于治疗骨质疏松症。近期研究发现，低浓度的双膦酸盐具有一定的诱导干细胞成骨分化的作用。但是高浓度的双膦酸盐具有较强的细胞毒性，并且临床常用的给药方式存在诸多问题，如口服用药易引起口腔、食道、胃和肠道粘膜的损伤，而静脉注射又易引起下颌骨骨坏死。因此实现双磷酸盐的原位局部递送成为首选。ElisaBoanini等在磷酸八钙表面构建双磷酸钙晶体，以期实现双磷酸盐的原位递送，实验结果表明该材料具有促进细胞成骨分化的作用，但仍具有一定的细胞毒性[E.Boanini,P.Torricelli,M.Gazzano,M.Fini,A.Bigi,Crystalline calcium alendronate obtainedby octacalcium phosphate digestion:a new chance for local treatment of boneloss diseases？,Adv Mater 25(33)(2013)4605-11.]。有研究者在其他无机钙磷材料如无定型磷酸钙[G.Zhang,R.Huang,Z.Li,X.Yang,X.Chen,W.Xia,X.Sun,G.Yang,C.Gao,Z.Gou,Understanding the influence of alendronate on the morphology and phasetransformation of apatitic precursor nanocrystals,J Inorg Biochem 113(2012)1-8.]，羟基磷灰石[R.Bosco,M.Iafisco,A.Tampieri,J.A.Jansen,S.C.G.Leeuwenburgh,J.J.J.P.van den Beucken,Hydroxyapatite nanocrystals functionalized withalendronate as bioactive components for bone implant coatings to decreaseosteoclastic activity,Applied Surface Science 328(2015)516-524.]和磷酸八钙[E.Boanini,P.Torricelli,L.Forte,S.Pagani,N.Mihailescu,C.Ristoscu,I.N.Mihailescu,A.Bigi,Antiresorption implant coatings based on calciumalendronate and octacalcium phosphate deposited by matrix assisted pulsedlaser evaporation,Colloids Surf B Biointerfaces 136(2015)449-56.]等构架双磷酸钙结晶并研究其生物学性能。但在生物活性陶瓷-生物医用高分子复合材料上构建双磷酸钙的研究尚未有报道。