用于微细修补的人造材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种用于细微修补的人造材料。
【背景技术】
[0002]以娃酸|丐(Calcium silicate)为基材的骨水泥(Bone cement)在临床上被广泛应用，因硅元素于人体的骨胳形成中扮演重要角色，具有刺激骨组织再生修补、生物活性与加速细胞增殖分化的特性，使得硅酸钙骨水泥主要为用于骨缺损时重建修补的生医材料，目前的娃酸I丐骨水泥以三氧矿化合物(Mineral Tr1xide Aggregate, MTA)以及生物活性玻璃(B1glass)为主。然而三氧矿化合物(Mineral Tr1xideAggregate, MTA)于临床操作上硬化时间长达162分钟，此冗长的硬化过程容易使得材料本身许多特性受到影响，例如注射性、可塑性等等；生物玻璃(B1glass)由于材料本身的机械强度低，仅适用于骨承受力量较不强的身体区域，如耳小骨、指骨等的修复，应用上有其限制。
[0003]许多先前技术针对原有的硅酸钙骨水泥硬化时间过长进行改善，但具有可快速硬化性质的硅酸钙骨水泥往往容易丧失其可塑性与可注射性，使得临床操作特性下降。为了改善临床使用上的不便，许多高分子材料如明胶(Gelatin)、几丁聚糖(Chitosan)或胶原蛋白(Collagen)等等亦添加于硅酸钙骨水泥中，虽然此复合材料可达到可塑型以及可注射的优点，但添加的高分子材料却使其硬化时间大幅增加，大大降低了材料本身的机械强度与生物活性，因此，基于既有的硅酸钙骨水泥材料不易达到种种诉求基于该些前述理由，有必要发明一种可用于细微修补的人造材料以改善现有的硅酸钙骨水泥造成的问题，也不影响其临床使用特性、机械性质、生物活性及吸水性。
【发明内容】
[0004]为了解决现有的硅酸钙骨水泥造成的问题，本发明提出一种用于微细修补的人造材料及其制备方法，其步骤包括:
[0005]多巴胺修饰改质:取一多巴胺溶液对一娃酸I丐基材进行修饰改质得一多巴胺-石圭酸钙复合物；及
[0006]混合:将改质完成的该多巴胺-硅酸钙复合物添加水或一磷酸溶液混合得该可用于细微修补的人造材料。
[0007]其中，该多巴胺修饰改质为将该硅酸钙基材添加于一多巴胺溶液中进行搅拌，并过滤得一粉末，使用二次水清洗该粉末，过滤后干燥形成改质的该多巴胺-硅酸钙复合物。
[0008]其中，该硅酸钙基材优选为一第一型硅酸钙基材，其中，该硅酸钙基材的制备为均匀混合氧化钙、二氧化硅、氢氧化钙及三氧化二铝形成混和氧化物，并以高温进行烧结，冷却得第一型硅酸钙粉体，将该第一型硅酸钙粉体与酒精溶液共同湿式研磨，成粉末状第一型硅酸钙基材。
[0009]其中，该硅酸钙基材优选为一第二型硅酸钙基材，其中，该第二型硅酸钙基材制备方法:将一硅酸乙酯用一硝酸进行水解，并加入一硝酸钙反应生成一第二型硅酸钙溶液，通过干燥该第二型硅酸钙溶液形成一粉末态第二型硅酸钙，将所得的该粉末态第二型硅酸钙利用高温烧结，并研磨而成该第二型硅酸钙基材。
[0010]其中，制备该第一型硅酸钙基材的该混合方法是以一混合机将该混合氧化物混合0.5?2小时；
[0011]该高温烧结方法是将干燥完成的该粉末态硅酸钙置入一烧结炉以每分钟0.5?40°C的速率加热至900°C?1500°C，并于900°C?1500°C保温约2小时进行高温烧结；
[0012]该冷却方法为以气冷、水冷或快速冷却的方法将高温烧结完成的该混合氧化物冷却至室温；及
[0013]该研磨方法是将所得的该产物置入一球磨机进行研磨，持续12小时?3天，制成该第一型娃酸韩基材。
[0014]其中，该干燥方法是将反应完成的该第二型硅酸钙溶液置入一烘箱进行干燥，其制备参数为以60°C持温24小时，再以120°C持续干燥形成该粉末态第二型硅酸钙。
[0015]一种可用于微细修补的人造材料，其包括将一硅酸钙以一多巴胺进行改质而得粉末态的一多巴胺-硅酸钙复合物。
[0016]其中，该多巴胺-硅酸钙复合物中，成分主要为硅酸钙。
[0017]其中，该多巴胺-硅酸钙复合物以烧结法制得，其包括均匀混合一氧化钙、一二氧化硅、一氢氧化钙及一三氧化二铝形成一混合氧化物，并利用高温烧结该混合氧化物，并将该混合氧化物添加一多巴胺溶液进行改质得一多巴胺-硅酸钙复合物。
[0018]其中，该混合氧化物的钙硅摩尔比介于10?I之间，优选为介于6?2之间；
[0019]该二次水或该磷酸溶液比该多巴胺-硅酸钙复合物的混合比例为0.3毫升的该二次水或该磷酸溶液比I克该多巴胺-硅酸钙复合物至1.5毫升的该二次水或该磷酸溶液比I克该多巴胺-硅酸钙复合物；及
[0020]该多巴胺溶液为取一粉末态的多巴胺溶解于水中形成一液态多巴胺，并将该液态多巴胺搅拌溶解于80°C、pH = 8.5的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，其中该多巴胺溶液的浓度为0.5?20毫克/毫升(mg/ml),优选为0.5?5.0毫克/毫升(mg/ml);及该二次水或磷酸溶液与该多巴胺-硅酸钙复合物的混合比例为0.2毫升的该二次水或该磷酸溶液比I克该多巴胺-硅酸钙复合物至4毫升的该二次水或该磷酸溶液比I克该多巴胺-硅酸钙复合物，优选为0.8毫升的该二次水或该磷酸溶液比I克该多巴胺-硅酸钙复合物至1.5毫升的该二次水或该磷酸溶液比I克该多巴胺-硅酸钙复合物。
[0021]由上述说明可知，本发明具有下列优点:
[0022]1、改质完成的材料依然保有其可注射性及可塑性，临床操作特性不受影响。
[0023]2、大幅缩短原有材料硬化所需时间，节省以往冗长硬化过程容易影响材料的机械、物理性质，使用上更为快速。
[0024]3、本发明提高既有的硅酸钙骨水泥本身具有刺激骨组织生长的生物活性以及吸水性，使应用更加广泛。
[0025]4、本发明不仅无细胞毒性，更可刺激细胞的贴附及生长。
[0026]5、培养于本发明上的该初代人类牙髓细胞其碱性磷酸酶活性以及骨钙蛋白分泌量上升，显示本发明有促进细胞分化的特性。
【附图说明】
[0027]图1为本发明优选实施例的注射性量测图。
[0028]图2为本发明优选实施例的硬化时间值量测图。
[0029]图3为本发明优选实施例的以X光衍射仪(XRD)测量的X光衍射图谱。
[0030]图4为本发明优选实施例的表面结构电子显微镜图。
[0031]图5为本发明优选实施例浸泡于模拟体液I天后的表面结构电子显微镜图。
[0032]图6为本发明优选实施例的细胞贴附及生长示意图。
[0033]图7为本发明优选实施例的将初代人类牙髓细胞培养于其上的碱性磷酸酶分泌差异图。
【具体实施方式】
[0034]本发明可用于微细修补的人造材料的制备方法，其步骤包括:
[0035]St印I多巴胺修饰改质:
[0036]取一多巴胺溶液对一娃酸I丐基材进行修饰改质，其中该多巴胺溶液为取一粉末态的多巴胺(Dopamine)溶解于水中形成浓度为0.5?20毫克/毫升(mg/ml),优选为0.5?5.0毫克/毫升(mg/ml)的一液态多巴胺，并将该液态多巴胺搅拌溶解于80°C、pH为8.55的一三轻甲基氨基甲烧缓冲溶液(Tris buffer solut1n, 150mL)中而得该多巴胺溶液。添加7