一种功能型骨修复复合材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种功能型骨修复复合材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.因外伤、退行性病变、先天畸形、骨肿瘤、种植牙、牙周疾病等原因造成的骨缺损或损伤缺损等疾病越来越多。自体骨作为最理想的骨移植材料，有较强的骨诱导性，但来源有限。异体骨如bio-oss松质骨，作为进口骨粉，其价格高，增加手术成本；且可塑性差，机械强度低，应用于部分非承力部位或口腔领域难以获得良好的空间稳定性。
3.目前用于人工骨粉或支架的生物医用材料主要有胶原蛋白、羟基磷灰石、磷酸三钙、聚乳酸羟基乙酸等。胶原蛋白具有良好的生物相容性及止血性，但有一些副反应(组织矿化等)及免疫原问题；羟基磷灰石具有优良的生物相容性和较好的骨传导性，但基本无骨诱导能力，很难降解；磷酸三钙具有生物降解性、生物相容性、骨传导性及生物无毒性，但降解速度不可控；而聚乳酸羟基乙酸等人工合成有机材料可诱导促进成骨细胞的黏附、增殖和分化，但降解后易引起炎症反应，且骨传导性差。
4.因此，开发出具有良好的生物相容性、骨诱导或骨传导、促骨修复能力强等综合性能的新型生物医用复合材料作为替代材料用于人工骨支架或骨粉成为丞待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明旨在提供一种功能型骨修复复合材料及其制备方法和应用。本发明通过将锶掺杂再生硅材料与生物医用陶瓷材料进行复配得到陶瓷基复合材料，然后将药物和/或生长因子负载于陶瓷基复合材料及天然聚合物材料上，三者协同作用能够有效加快骨修复时间及提高骨修复效果，可实现多种非承重部位骨缺损的修复，如骨科创伤以及手术类的非结构性植骨；颌面部骨组织非节段性缺损的填充；以及口腔科需要植骨填充的骨缺损，包括牙周骨缺损修复、牙周骨损伤修复、拔牙处缺损修复、牙槽脊增宽增高等，具有良好的应用前景。
6.为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种功能型骨修复复合材料，采用如下技术方案：
7.一种功能型骨修复复合材料，包括：陶瓷基复合材料、壳聚糖、活性物质，壳聚糖含量为陶瓷基复合材料的2wt％-8wt％(比如2.5wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、7.5wt％)；活性物质含量为陶瓷基复合材料的0.01wt％-0.03wt％(比如0.012wt％、0.015wt％、0.018wt％、0.02wt％、0.022wt％、0.025wt％、0.028wt％)；其中，以重量百分比计，所述陶瓷基复合材料包括：锶掺杂再生硅材料60wt％-90wt％(比如63wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、88wt％)，生物医用陶瓷材料10wt％-40wt％(比如12wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、38wt％)。
8.本发明中使用的锶掺杂再生硅材料是一种在传统生物活性玻璃基础上改进的新
型生物医用材料，含有钙、磷、硅、氧等人体必需元素，具有良好的生物活性、骨生成性及骨诱导能力，应用于再生医学领域；锶(strontium，sr)主要存在于人体骨骼和牙齿中，能够促进骨骼正常发育，维持人体的日常生理功能。人体内缺乏锶导致骨质疏松，抑制神经肌肉兴奋性，也会对蛋白质的合成造成不利影响，同时影响破骨细胞生成骨基质和有机物的功能，使钙盐不能沉积生成骨骼。因此，锶元素具有促进成骨和抑制破骨双重作用，且sr还具有显著的抗炎作用。本发明中锶掺杂再生硅材料中锶元素的作用为用sr
2+
替换再生硅材料中的ca
2+
，使得在锶掺杂再生硅材料降解过程中sr与ca起协同效应，可改善骨代谢，预防骨质疏松。若不掺杂锶，即采用普通再生硅材料也可进行骨填充修复应用，但效果会不如锶掺杂再生硅材料。
9.若仅将锶掺杂再生硅材料应用于功能型骨修复复合材料，虽然可以达到较好的修复效果，但其力学性能不佳，使其应用范围受限；而仅使用生物医用陶瓷材料比如羟基磷灰石存在骨诱导性差、磷酸三钙存在降解过快等问题；在骨组织缺损修复过程中，锶掺杂再生硅材料能够与体液相互作用可诱导生成三维状羟基磷灰石，生成的三维状羟基磷灰石有助于吸附生长因子、细胞因子、成骨细胞等，同时影响周围巨噬细胞的功能，成骨细胞的黏附、增殖、分化及骨基质的再生和矿化，最终促进骨的生长。虽然锶掺杂再生硅材料生成的三维状羟基磷灰石在组成成分上与普通羟基磷灰石相同，但普通羟基磷灰石植入体内后无法再次生成新的物质，且形状特定；因此，锶掺杂再生硅材料相比于上述生物医用陶瓷材料具有更优的生物相容性、骨传导、诱导性及降解可控性，将其与传统生物医用陶瓷材料进行复配后得到的陶瓷基复合材料综合性能更佳，能够满足不同的使用用途，如与羟基磷灰石复配更适合应用于口腔科，与β-磷酸三钙更适合应用于降解要求高的其他非承力部位骨缺损修复。本发明将锶掺杂再生硅材料与传统生物医用陶瓷材料进行复配以获得一种达到齿科或骨科临床应用要求的功能型骨修复复合材料。
10.本发明中壳聚糖来源广泛，具有良好的组织相容性、生物降解性、可塑性与黏附性，并且其具有促进骨细胞和成纤维细胞黏附、分化和增殖，以及引导和促进骨形成的作用，多用于联合其他材料制备骨填充材料；本发明利用壳聚糖的生物粘附性作为活性物质(药物和/或生长因子)控释输送系统的载体。
11.本发明中活性物质(药物和/或生长因子)具有促成骨、血管生成功能；将其单独用于骨科治疗常伴有易被稀释，或局部有效浓度不足，难以发挥有效作用，多次使用成本高，因此，将其负载于锶掺杂再生硅材料及壳聚糖上达到缓慢释放的作用，三者协同效用将有效加快骨修复时间及提高修复效果。
12.在上述功能型骨修复复合材料中，作为一种优选实施方式，所述锶掺杂再生硅材料包括：sio2、cao、p2o5、sro，其中，sio2占所述锶掺杂再生硅材料的摩尔分数为54％-58％(比如54.5％、55％、55.5％、56％、56.5％、57％、57.5％)，cao占所述锶掺杂再生硅材料的摩尔分数为28％-36％(比如29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％)，p2o5占所述锶掺杂再生硅材料的摩尔分数为4％-8％(比如4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％)，sro占所述锶掺杂再生硅材料的摩尔分数为1％-10％(比如2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％)；优选地，所述锶掺杂再生硅材料的粒径为10-20μm(比如11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm)；优选地，所述锶掺杂再生硅材料的比面积为550-800m2/g(比如560m2/g、600m2/g、650m2/g、700m2/g、750m2/g、780m2/g。
13.本发明中若锶掺杂再生硅材料粒径过小易发生团聚，使得复合材料的整体粒径分布不均匀，同时纳米级的锶掺杂再生硅材料会造成一定的细胞毒性；若粒径过大则不利用后续锶掺杂再生硅材料在应用时生成羟基磷灰石。对于锶掺杂再生硅材料而言，在一定粒径条件下比表面积和孔径分布对羟基磷灰石沉积速率和载药效率具有重要影响。高比表面积和大孔径能够扩大锶掺杂再生硅材料与体液的接触面积，加快锶掺杂再生硅材料的离子溶出速度，从而具有更快的羟基磷灰石生成速率，生物活性也就越大，同时高比表面积也意味着活性物质(药物和/或生长因子)可负载面积更大，负载率更高，在保持有效性的同时减少活性物质的使用量。
14.在上述功能型骨修复复合材料中，作为一种优选实施方式，所述生物医用陶瓷材料为羟基磷灰石(ha)、β-磷酸三钙(β-tcp)、双相钙磷陶瓷(bcp)或硫酸钙中的一种或几种；优选地，所述生物医用陶瓷材料的粒径为20-50μm(比如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm)。
15.在上述功能型骨修复复合材料中，作为一种优选实施方式，所述活性物质为药物和/或生长因子；优选地，所述活性物质为二甲基草酰甘氨酸(dmog)、他汀类药物、骨形态发生蛋白(bmp-2)、血管内皮细胞生长因子(vegf)中的一种或几种。
16.二甲基草酰甘氨酸(dmog)具有良好的促血管生成性能和低生物毒性，因而可作为良好的血管化药物用于血管再生；既往有研究表明，稳定hif-1的表达可高效促血管化。负载dmog，通过持续低剂量控释dmog，上调损伤部位hif-1表达，从而促进损伤部位血管化，进而实现骨修复。
17.他汀类药物作为抑制骨吸收促进骨形成的药物，可以通过刺激骨形态发生蛋白2基因促进成骨细胞增殖分化，同时通过tgf-β/smad-3途径抑制成骨细胞凋亡，可通过抑制甲羟戊酸途径来抑制破骨细胞的功能及分化，其应用于骨科或口腔科在局部持续缓释下可达到良好促进骨修复的作用和提高骨质及骨量的效果。
18.骨形态发生蛋白(bmp-2)是β生长转化因子(β-tgf)超家族的一员，其为目前发现的唯一能诱导异位成骨的细胞因子家族，在骨的形成和修复中扮演着重要角色，其中bmp-2是研究最为广泛，同时也是公认的成骨活性最强的细胞因子。bmp-2能显著提升碱性磷酸酶(alp)、骨钙素(ocn)、钙含量的表达，即有效促进细胞向成骨分化和矿化。
19.血管内皮细胞生长因子(vegf)可有效促进血管生成，同时，vegf也是参与骨修复过程的一种重要活性因子，其可通过影响血管内皮细胞和成骨细胞之间复杂的相互作用参与骨修复过程。
20.本发明第二方面提供一种上述功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
21.步骤一、将锶掺杂再生硅材料与生物医用陶瓷材料进行混合处理，得到陶瓷基复合材料；其中，锶掺杂再生硅材料60wt％-90wt％(比如63wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、88wt％)，生物医用陶瓷材料10wt％-40wt％(比如12wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、38wt％)；
22.步骤二、将壳聚糖溶解于去离子水中，制得壳聚糖溶液，然后向其中加入活性物质(药物和/或生长因子)混合均匀除去气泡，制得载有活性物质(药物和/或生长因子)的壳聚糖溶液；
23.步骤三、将陶瓷基复合材料加入到上述载有活性物质(药物和/或生长因子)的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，进行冷冻干燥处理，制得功能型骨修复复合材料。
24.本发明将壳聚糖溶解于去离子水中，制得壳聚糖溶液，然后向其中加入药物和/或生长因子混合均匀除去气泡，制得载有药物和/或生长因子的壳聚糖溶液，上述制备方法主要利用壳聚糖的生物粘附性，将药物和/或生长因子先加入其中作为活性物质控释输送系统的载体，再将陶瓷基复合材料加入到载有活性物质的壳聚糖溶液中，经冷冻干燥后制得功能型骨修复复合材料。
25.在上述功能型骨修复复合材料的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述壳聚糖溶液的浓度为2％-8％(比如2.5％、3％、4％、5％、6％、7％、7.5％)。
26.在上述功能型骨修复复合材料的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷冻干燥处理为：先于-20℃～-25℃(比如-21℃、-22℃、-23℃、-24℃)冷冻24h-48h(比如25h、28h、30h、35h、40h、45h)，再于-40℃～-80℃(比如-50℃、-55℃、-60℃、-65℃、-70℃、-75℃)冻干48h-72h(比如50h、55h、60h、65h、70h)。
27.本发明第三方面提供一种上述功能型骨修复复合材料的应用，在制备用于骨科创伤以及手术类的非结构性植骨、颌面部骨组织非节段性缺损的填充、以及口腔科需植骨填充的骨缺损的骨修复材料中的应用；优选地，所述口腔科需植骨填充的骨缺损包括牙周骨缺损修复、牙周骨损伤修复、拔牙处缺损修复、牙槽脊增宽增高。
28.本发明与现有技术相比具有如下有效效果：
29.(1)药物和/或生长因子活性物质的使用，有效促进骨形成和骨愈合，将其与两种载体材料结合可降低其单独使用浓度依赖性、改善治疗效果，降低治疗成本。利用吸附作用使锶掺杂再生硅材料和壳聚糖共同作为药物和生长因子缓释载体材料，不接触有机溶剂，最大限度保证其活性。
30.(2)本发明使用的锶掺杂再生硅材料相比传统的生物医用陶瓷材料，骨传导及骨诱导性更强、生物相容性更好，具有更高的比表面积和孔体积，药物和/生长因子的载药率更高；锶掺杂再生硅材料的si-oh键与药物和蛋白质的相互作用，且在骨组织缺损修复过程中，锶掺杂再生硅材料可生成三维状羟基磷灰石，为药物和/生长因子提供新的负载三维通道，提高药物缓释特性。
31.(3)锶掺杂再生硅材料在骨修复过程中，锶离子的释放可有效促进成骨细胞的分化和骨生成，抑制破骨细胞分解，加快骨组织修复时间。
32.(4)羟基磷灰石、β-磷酸三钙等生物医用陶瓷材料的添加和复配可调节复合材料的降解性能，使其满足不同降解需求。
附图说明
33.图1为本发明实施例1制得的复合材料、实施例2制得的复合材料和对比例1-4制得的复合材料中阿托伐他汀钙药物累计释放量曲线；
34.图2为本发明实施例3制得的复合材料和实施例4制得的复合材料中生长因子累计释放量曲线；
35.图3为本发明实施例1-4制得的复合材料和对比例1-4制得的复合材料在含溶菌酶的磷酸盐缓冲溶液中的质量损失率曲线；
36.图4(a)为本发明实施例1制得的复合材料的sem图；图4(b)为本发明实施例1制得的复合材料在sbf模拟体液中浸泡7天后的局部sem图。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明的功能型骨修复复合材料及其制备方法进行说明。应理解，这些实施例仅用于解释本发明而不用于限制本发明的范围。对外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员对本发明作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
38.下述实施例中的试验方法中，如无特殊说明，均为常规方法，可按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
39.本发明中锶掺杂再生硅材料的制备方法为：采用微乳液法辅助溶胶-凝胶法制备锶掺杂再生硅材料；选取十二胺为催化剂(占溶剂体系的0.3wt.％-0.5wt.％)，氨水和柠檬酸为ph调节剂，二氧化硅溶胶为硅源，甘油磷酸酯为磷源，硝酸钙为钙源，硝酸锶为锶源。
40.(a)根据锶掺杂再生硅材料的化学组成摩尔百分比，计算得到各种原材料的质量，并称量；
41.(b)将一定量的十二胺加入质量比1:1的水和无水乙醇混合液中得到混合溶液a；
42.(c)将一定量的二氧化硅溶胶和甘油磷酸酯加入混合溶液a中，搅拌30-50min至均匀，柠檬酸调节ph值至2-3，得到混合溶液b；
43.(d)将一定量的硝酸钙和硝酸锶溶于水溶液中，加入到混合溶液b中，搅拌的同时加入氨水调节ph值至9-10，得到混合溶液c；
44.(e)将混合溶液c陈化24-48h后得到沉淀物，然后将沉淀物过滤、洗涤、干燥，随后于600-700℃煅烧3h得到锶掺杂再生硅材料。
45.其中，未掺杂锶的再生硅材料的制备方法中除了步骤(d)中未加入硝酸锶，其余均与上述锶掺杂再生硅材料的制备方法基本相同。
46.以下实施例中其他原料均可从公开商业途径获得；下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
47.实施例1一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
48.1)称取6g锶掺杂再生硅材料(58si-34ca-4p-4sr；锶掺杂再生硅材料中，以摩尔百分比计，58％sio2、34％cao、4％p2o5、4％sro)和4g羟基磷灰石混合均匀，得陶瓷基复合材料；
49.2)称取0.2g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得2％的壳聚糖溶液，加入2mg的阿托伐他汀钙混合搅拌均匀去气泡，制得载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液；
50.3)将陶瓷基复合材料加入到上述载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
51.实施例2一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
52.1)称取6g锶掺杂再生硅材料(58si-32ca-4p-6sr；锶掺杂再生硅材料中，以摩尔百分比计，58％sio2、32％cao、4％p2o5、6％sro)和4g双相磷酸钙混合均匀，得陶瓷基复合材料；
53.2)称取0.4g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得4％的壳聚糖溶液，加入2mg的阿托伐他汀钙混合搅拌均匀去气泡，制得载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液；
54.3)将陶瓷基复合材料加入到上述载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
55.实施例3一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
56.1)称取7g锶掺杂再生硅材料(58si-32ca-4p-6sr；锶掺杂再生硅材料中，以摩尔百分比计，58％sio2、32％cao、4％p2o5、6％sro)和3gβ-磷酸三钙混合均匀，得陶瓷基复合材料；
57.2)称取0.4g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得4％的壳聚糖溶液，加入2mg的bmp-2混合搅拌均匀去气泡，制得载有bmp-2的壳聚糖溶液；
58.3)将陶瓷基复合材料加入到上述载有bmp-2的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
59.实施例4一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
60.1)称取8g锶掺杂再生硅材料(58si-30ca-4p-8sr；锶掺杂再生硅材料中，以摩尔百分比计，58％sio2、30％cao、4％p2o5、8％sro)和2gβ-磷酸三钙混合均匀，得陶瓷基复合材料；
61.2)称取0.4g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得4％的壳聚糖溶液，加入1mg的bmp-2和1mg的vegf混合搅拌均匀去气泡，制得载有bmp-2和vegf的壳聚糖溶液；
62.3)将陶瓷基复合材料加入上述载有bmp-2和vegf的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
63.对比例1一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
64.1)称取10g羟基磷灰石材料；
65.2)称取0.2g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得2％的壳聚糖溶液，加入2mg的阿托伐他汀钙混合搅拌均匀去气泡，制得载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液；
66.3)将步骤(1)的羟基磷灰石材料加入到上述载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
67.对比例2一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
68.1)称取6g再生硅材料(再生硅材料中，以摩尔百分比计，58％sio2、38％cao、4％p2o5)和4g羟基磷灰石混合均匀，得到陶瓷基复合材料；
69.2)称取0.2g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得2％的壳聚糖溶液，加入2mg的阿托伐他汀钙混合搅拌均匀去气泡，制得载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液；
70.3)将步骤(1)陶瓷基复合材料加入上述载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
71.对比例3一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
72.1)称取6g再生硅材料(再生硅材料中，以摩尔百分比计，58％sio2、38％cao、4％p2o5)和4g锶掺杂羟基磷灰石(sro占锶掺杂羟基磷灰石的质量分数为10.45％)混合均匀，得到陶瓷基复合材料；
73.2)称取0.2g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得2％的壳聚糖溶液，加入2mg的阿托伐他汀钙混合搅拌均匀去气泡，制得载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液；
74.3)将步骤(1)陶瓷基复合材料加入上述载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
75.对比例4一种功能型骨修复复合材料的制备方法，包括：
76.1)称取10g锶掺杂再生硅材料(58si-34ca-4p-4sr；锶掺杂再生硅材料中，以摩尔
百分比计，58％sio2、34％cao、4％p2o5、4％sro)；
77.2)称取0.2g壳聚糖粉末，溶于10ml去离子水中，得2％的壳聚糖溶液，加入2mg的阿托伐他汀钙混合搅拌均匀去气泡，制得载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液；
78.3)将锶掺杂再生硅材料加入到上述载有阿托伐他汀钙的壳聚糖溶液中，搅拌均匀，倒入模具后先于-20℃冷冻24h，再在-60℃冻干48h即得最终复合材料。
79.图1和图2为本发明实施例1-4、对比例1-4制得的复合材料中药物和/生长因子累积释放量曲线，具体测定方法为：
80.药物：取5ml试管，每支试管中置入10mg复合材料(实施例1-2和对比例1-4)，加入磷酸盐缓冲溶液(pbs，ph 7.4)2ml充分振荡均匀，37℃水浴振荡,分别于不同测量时间点离心，取上清液1ml用于检测，每次收集pbs液后，再补充1ml pbs缓冲液；用分光光度计测定缓释液中的药物浓度，每种复合材料做三个平行试样，取平均值并计算累计释放量，绘制释放曲线，结果参见图1，对比例1短期内释放量明显高于其他例，但载药率不高，缓释效果不佳。实施例1-2中药物缓释前期相对较慢，前5天时达接近30％，比一般短期的爆发式释放时间略长；后期逐渐变慢，5-37天的释放模式类似药物释放动力学，复合材料持续缓释药物时间可达一个月以上，累计释放量可达71％左右，达到缓释作用；对比例2和对比例3中未掺杂锶的再生硅材料制得的复合材料与实施例1中锶掺杂再生硅材料制得的复合材料的缓释效果相差不大；对比例4中制得的复合材料的缓释效果略差于实施例1制得的复合材料。
81.生长因子：取5ml试管，每支试管中置入10mg复合材料(实施例3和实施例4)，加入磷酸盐缓冲溶液(pbs，ph 7.4)2ml充分振荡均匀，37℃水浴振荡，分别于不同测量时间点离心，取上清液1ml用于检测，每次收集pbs液后，再补充1ml pbs缓冲液；采用vegf和bmp-2的酶联免疫吸附(elisa)试剂盒检测离心后的收集液中的vegf和bmp-2含量，每种复合材料做三个平行试样，取平均值并计算累计释放量，绘制释放曲线，结果参见图2，生长因子释放与药物释放规律相似，40天时释放率可达90％左右。
82.图3为实施例1-4和对比例1-4制得的复合材料的体外生物降解率，反应各实施例(不同添加量及种类的生物医用陶瓷材料)所得复合材料的降解特性。添加β-磷酸三钙的复合材料降解率高于其他复合材料，添加ha的复合材料低于纯再生硅材料，锶元素的掺杂与否对复合材料降解性能影响不大。不同的降解特性可为具体转化应用提供依据，具体检测方法为：
83.单组检测方法：取10ml试管，每种复合材料做三个重复，每支试管中置入1g(m0)复合材料，加入磷酸盐缓冲溶液(pbs，ph 7.4)5ml充分振荡均匀，37℃水浴振荡，于特定测量时间进行取样；去除样品多余水分后冷冻干燥后用电子天平称质量为(m
t
)。每个测量时间点复合材料体外降解率按如下公式计算：降解率(％)＝[(m
0-m
t
)/m0]
×
100％，取三次重复的平均值用于绘制曲线。根据多组(即多个特定测量时间点)称量计算结果绘制各实例降解曲线。
[0084]
图4(a)本发明实施例1制得的复合材料的sem图，从图中可以看出复合材料具有开放、相互连接、均匀的多孔微观结构，且孔径范围在300-800μm，符合骨组织的生长需要。图4(b)为本发明实施例1制得的复合材料在sbf模拟体液中浸泡7天后的局部sem图，可以看到材料表面沉积大量网状羟基磷灰石，实现矿化。
[0085]
性能检测：
[0086]
对本发明实施例1(6sr-再生硅材料+4ha，a组)、对比例1(10ha，b组)、对比例2(不含锶的再生硅材料+4ha，c组)、对比例3(不含锶的再生硅材料+4含锶ha，d组)及对比例4(10sr-再生硅材料，e组)所得复合材料进行体外成骨细胞增殖及分化检测，检测项目为cck-8法细胞增殖检测和alp活性检测，具体检测方法为：
[0087]
1)复合材料处理：取a、b、c、d、e五组复合材料制备浸提液，将复合材料在含有10wt％fbs的dmem培养基中浸提，浸提比例为1ml/1cm3，于37℃，体积分数5％co2培养箱中浸提24h，离心过滤除菌后4℃保存待用。
[0088]
2)将培养好的mc3t3-e1细胞用培养液调整浓度至1
×
105个细胞/ml，加入96孔板中，每孔1ml；24h后细胞完全贴壁，将培养液更换成a、b、c、d、e五组材料浸提液1ml，每组各设3个孔，继续于37℃，体积分数5％co2培养箱中培养，在进行以下实验。
[0089]
3)cck-8法检测细胞增殖：分别在培养1d、3d、5d和7d后取出样品，每孔中加入cck-8溶液100μl，继续培养4h后取出，每孔吸取300μl置于96孔培养板中，酶标仪于波长450nm处测定孔中溶液的吸光度值。
[0090]
4)alp活性检测：分别在培养1d、4d、7d和10d后取出样品，弃培养基，pbs溶液冲洗3次，每孔加入1ml 0.1％triton x-100(聚乙二醇辛基苯基醚)4℃冰箱过夜以裂解细胞，并再用吸管吹打1min，使细胞充分裂解。取40μl裂解液放入96孔培养板中，再向每孔内加入100μl pnpp，37℃孵育30min，加入100μl naoh(0.4mol/l)终止反应，酶标仪于波长520nm处测定孔中溶液的吸光度值。
[0091]
五种复合材料对mc3t3-e1细胞的增殖及alp活性的作用见表1，表2。
[0092]
表1不同时间点mc3t3-e1细胞在各组的增殖情况对比(od值，n＝3，)
[0093][0094]
(注：
#
，与a组对比，p《0.05；
*
，与b组对比，p《0.05；^与c组对比，p《0.05；
φ
与d组对比，p《0.05；
&
，与a组对比，p》0.05；
￡
与c组对比，p》0.05；
θ
与d组对比，p》0.05。)
[0095]
表2各组材料在不同时间点对mc3t3-e1细胞的alp活性影响(od值，n＝3，)
[0096][0097]
(注：
#
，与a组对比，p《0.05；
*
，与b组对比，p《0.05；
^
与c组对比，p《0.05；
φ
与d组对比，p《0.05；
&
，与a组对比，p》0.05；
￡
与c组对比，p》0.05；
θ
与d组对比，p》0.05。)
[0098]
由表1及表2可以看出，实施例1增殖量及分化速度明显高于对比例1，说明实施例1中的复合材料可以显著提高mc3t3-e1细胞的生物活性，在促进细胞的增殖分化和组织再生中起着重要作用，具有更好的修复效果。五组材料对mc3t3-e1细胞的增殖及alp活性的作用效果：a组＞e组＞d组＞c组＞b组。
[0099]
据上述结果，a组与e组对比可得e组纯锶掺杂再生硅复合材料效果低于a组复配有羟基磷灰石的复合材料，锶掺杂再生硅含量过高导致ph过高不利于细胞生长；a组与c组对比可得锶掺杂再生硅材料比零掺杂再生硅材料效果好；a组与b组对比可得锶掺杂再生硅比羟基磷灰石效果好；c组与b组对比可得零掺杂再生硅材料比羟基磷灰石效果好，d组与c组相比可看出，锶掺杂于羟基磷灰石中略有提高细胞活性效果。
[0100]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。