[发明专利]一种表面涂覆HA的氧化铝陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种表面涂覆HA的氧化铝陶瓷及其制备方法。该方法包括：使用氧化铝粉末制备成氧化铝陶瓷，通过调整人体模拟体液的成分含量，制备改性人体模拟体液，将得到的氧化铝陶瓷置于改性的人体模拟体液(SBF)中浸泡，在浸泡若干天数后将其取出，经超纯水冲洗并烘干后，得到表面沉积有类骨羟基磷灰石(HA)层的氧化铝陶瓷。其促细胞成骨分化效果明显优于纯氧化铝陶瓷。本发明通过浸泡改性SBF的方法在生物惰性氧化铝陶瓷的表面涂覆了活性物质HA，该方法操作简易，制备过程简单，在提高了氧化铝陶瓷生物活性的同时还提高了氧化铝陶瓷的促成骨性能和改善骨整合性能，对拓展生物惰性氧化铝陶瓷在骨科领域的临床应用具有一定的意义。

技术领域

本发明属于医用骨修复替代材料领域，具体涉及一种表面涂覆HA的氧化铝陶瓷及其制备方法。

背景技术

不同于生物活性陶瓷，生物惰性陶瓷氧化铝陶瓷虽然具有良好的生物相容性、优异的力学强度、较低的摩擦系数以及较优的耐磨性，是重要的替代型人体骨修复材料，但是其在植入生物体内后与活组织不发生化学反应，而是被纤维结缔组织膜所缠绕，这样的纤维结缔组织膜会将植入的氧化铝陶瓷与需要修复的正常组织分隔开来，使得氧化铝陶瓷以外来物的形式永久地存在于生物体内，若不及时更换材料，还会有引发炎症反应等的风险，这大大地限制了它们在骨修复领域中的应用。由氧化铝陶瓷制成的种植体与骨骼直接接触，如种植体、单片髋臼杯和膝关节置换种植体，由于被纤维结缔组织膜包绕，均表现出非常差的骨整合性(osseointegration)，且不能刺激骨组织的形成。

在骨修复的治疗主要关注点之一是植入材料实现骨整合的能力，包括刺激并诱导骨组织在缺损部位的再生以及修复骨结构和功能。为了避免骨缺损部位的力学性能明显受损以及骨坏死，要求在骨修复中使用的植入材料要具有良好的生物相容性，使材料不会破坏机体的生物功能，同时要求材料具有的骨诱导性使新生骨连接并生长在宿主骨的表面。

生物活性骨修复替代材料通过在其表面形成羟基磷灰石(hydroxyapatite， HA)从而与骨形成键合的方式来达到修复骨的目的。研究者多通过细胞在材料上的增殖和铺展情况或羟基磷灰石在材料表面上的沉积衬度来对材料进行生物学评价，判断材料的生物相容性。材料在体外的矿化行为可用于评估材料在生物体内的骨传导性(Kokubo T,TakadamaH.How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity？Biomaterials.2006；27:2907-2915.)，研究者通过探究支架材料在体外的矿化行为来评估材料本身的骨传导性能，如羟基磷灰石(HA) (Tadashi Kokubo Si,MasazumiShigematsu,Sumiosakka.Mechanical properties of a new type of apatite-containing glass-ceramic for prosthetic application.Journal of Materials Science-Materials inMedicine.1985.)、聚乳酸以及它们的复合物等 (Gay S,Arostegui S,LemaitreJ.Preparation and characterization of dense nanohydroxyapatite/PLLAcomposites.Materials ScienceEngineering C-Biomimetic and SupramolecularSystems.2009；29:172-177.)。