[发明专利]一种基于原位法制备硅酸钙/氧化镁多孔生物骨支架的方法

说明书

本发明公开了一种基于原位法制备硅酸钙/氧化镁多孔生物骨支架的方法，属于生物医学材料技术领域，采用原位法制得金属氧化物与硅酸钙陶瓷的混合粉末，利用DLP成型技术和高温脱脂烧结法制得陶瓷支架，然后在陶瓷支架表面均匀涂覆一层含有金属的浆料，使用激光扫描支架表面，最后经高温烧结后制得生物骨支架成品。利用原位法制得的混合粉体，氢氧化镁颗粒可以均匀的粘附在陶瓷颗粒表面，使得打印的坯体经过烧结后出现众多微孔结构，而陶瓷支架表面的金属浆料涂层，不仅可以起到增强结构、降低降解速率的作用，而且表面的金属离子能够产生抗菌效果，能够应用于骨组织工程领域，作为骨填充物、置换物或者作为体外培养细胞的支架。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，尤其涉及一种基于原位法制备硅酸钙/氧化镁多孔生物骨支架的方法。

技术背景

骨损伤作为一种常见的疾病，给病人的生活带来了极大的负面影响。传统的治疗手段有自体骨移植与异体骨移植，但都各自存在缺陷，人工骨替代材料的研究为骨修复提供了一条新的可行路径。利用3D成形技术制造的生物骨支架，具有良好的生物相容性、一定的力学性能以及适当生物降解性，且支架结构利于骨细胞长入，具有一定的骨传导性与骨诱导性，是一种性能优良的骨替代材料。

硅酸钙类陶瓷与自然骨的无机成分相似，具有良好的生物相容性。该类支架植入人体后，表现出良好的骨传导性，成骨细胞在支架表面可以正常的生长繁殖。此外，硅酸钙类陶瓷具有优良的生物降解能力，并且释放的硅酸根离子可以促进类羟基磷灰石沉积，从而使其与生物组织产生良好的化学键合,进而表现出优良的生物活性，而硅离子更被认为可以有效促进骨骼再生。硅酸钙类陶瓷是一种非常有潜力的生物活性材料，但仍存在着力性能较差，降解速度过快的缺陷。

镁在人体中是一种非常重要的微量元素，参与人体内一系列的新陈代谢反应，且与骨骼、肌肉、心脏以及神经功能密切相关。此外，与其他材料相比，镁及镁合金的力学性能最接近人骨，与骨组织匹配性良好。研究人员在硅酸钙类陶瓷中掺杂镁元素，发现烧结后的材料机械性能得到提升，并且发现镁掺杂支架可以促进成骨分化和血管生成分化，对细胞活性的促进作用更加显著。

如今，多孔生物骨支架多数采用传统的方法生产，例如，在混合浆料中添加造孔剂、将坯体进行冷冻干燥、泡沫浸渍等方法生产多孔支架。尽管传统方法生产多孔生物骨支架具有良好的孔隙率，但作为生物骨支架需要复杂的形状以匹配骨修复部位，传统方法生产的支架很容易产生杂质的残留，并且传统方法生产的多孔支架形状和孔径不一，很难适应临床骨修复所需的单一孔径的支架。此外，传统方法生产的支架，复合支架往往是采用直接将两种粉末进行混合，尽管将多种粉末进行了一系列的球磨或者搅拌，但是很难保证两种粉末充分接触，均匀性很难保证。当粉末均匀性无法保证时，很容易使支架产生强度下降或者使支架的生物促进细胞增殖和分化不均一，从而影响整个生物骨支架的植入效果。传统方法制备生物骨支架形状单一，精度较差，并且生产针对诸如可控多孔结构方面较为困难。

发明内容

本发明提供了一种基于原位法制备硅酸钙/氧化镁多孔生物骨支架的方法，利用原位法制得金属氧化物与硅酸钙陶瓷混合粉体，氢氧化镁颗粒可以均匀的粘附在陶瓷颗粒表面，使得打印的坯体经过烧结后出现众多微孔结构，而陶瓷支架表面的金属浆料涂层，不仅可以起到增强结构、降低降解速率的作用，而且表面的金属离子能够产生抗菌效果。

为实现以上目的，本发明采用一下技术方案：

一种基于原位法制备硅酸钙/氧化镁多孔生物骨支架的方法，包括以下步骤：

步骤1：粉末混合：将氯化镁粉体、硅酸钙粉体加入去离子水中，搅拌混合，再加入氢氧化钠溶液，磁力搅拌得到混合溶液；

步骤2：粉末干燥：将步骤1得到的混合溶液静置，除去上层清液，加入等量去离子水，重新得到混合溶液，重复此操4-10次，去除上层清液，将剩下溶液烘干，将得到的块状粉体球磨；

步骤3：浆料制备：将步骤2球磨后的粉体加入光敏树脂和分散剂搅拌混合均匀得到浆料；