一种可降解磷酸钙‑硫酸钙多孔复合生物支架材料的制作方法

本发明涉及医用材料领域，特别涉及一种可降解磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料。

背景技术：

骨移植是仅少于输血的组织移植，骨替代材料的研究、开发是目前医学研究的重点之一。

构成人骨骨矿有Ca、P、O、H、C、S、Fe、Mg、Cu、Si、Zn、Mn、Na、K等元素，在人骨矿化过程中存在广泛的同质替换行为，人骨具有复杂的组成及结构。在骨组织工程支架或人工骨的设计过程中，关键要考虑人骨这种严重矿化组织的复杂组成及结构；人骨不能被单一材料所提供的有限特性所完全替代，更为重要的是，支架还必须为骨组织的再生提供三维多孔微结构以引导细胞的分化增殖，而且要能维持或较快取得足够的力学强度来满足被替代材料的力学要求。理想的骨移植替代材料或骨组织工程支架材料应具有以下条件:1)具有良好的骨传导性，材料具有孔径理想的三维互通网孔结构，尽可能高的孔隙率及比表面积2)具有骨诱导性；3)具有良好的生物相容性以及支持骨细胞生长和功能分化的表面化学性质与微结构；4)具有良好的生物降解性；5)材料中承担骨传导作用的部分必须有足够的力学强度及承载能力；6)易加工等。

Johan等2010年在一篇综述中把新西兰临床可得到的骨移植替代材料归纳为四类：1、单相钙磷材料包括羟基磷灰石转化生物陶瓷三种、合成羟基磷灰石水泥一种，β-磷酸三钙人工陶瓷两种；2、复合材料包括磷酸四钙/磷酸氢钙、62.5％α-磷酸三钙/26.8％无水磷酸氢钙/8.9％碳酸钙/1.8％羟基磷灰石、60％羟基磷灰石/40％b-磷酸三钙、73％b-磷酸三钙/21％磷酸二氢钙/5％磷酸氢镁、磷酸四钙/磷酸氢钙/无定形磷酸钙、α-磷酸三钙/碳酸钙/磷酸二氢钙等配方的合成水泥6种，配方为80％磷酸三钙/20％磷酸氢钙的人工陶瓷一种；3、单相硫酸钙制备的泥膏或颗粒共四种；4、含硅生物玻璃一种。磷灰石、硫酸钙是目前临床上最为常见的骨移植替代材料或构成成分。目前临床缺少理想的骨移植替代材料，主要表现在理想三维互通网孔结构、极大的孔隙率及比表面积、可降解性、骨传导性、骨诱导性及力学强度等特性多不能兼而有之。

临床已经应用的具有较为理想三维互通网孔微结构的人工骨均为动物材料转化而来：其中两个来源于牛松质骨经过高温烧结工序制备的多孔羟基磷灰石陶瓷骨，特点是保留了牛松质骨自然骨矿的三维互通网孔微结构且成分接近人骨骨矿成分，具有良好的生物相容性、良好的骨传导性及较好压缩强度，因高温烧结程序而免却异种骨免疫排斥反应及病原体导入之可能，且易于加工。来自牛骨的多孔羟基磷灰石具有60-90％的良好孔隙率且牛骨资源丰富，其孔径为390-1360μm，稍大于150-400μm的骨移植替代材料及骨组织工程支架的理想孔径；具备1-20MPa的良好的压缩强度；植入机体内有利于骨修复细胞募集、血管的进入、氧气及组织液的交换，为骨修复细胞提供良好的生理活动空间与支持；其巨大的缺点是高温烧结牛松质骨得到的骨矿——羟基磷灰石太过稳定，在体内降解太过慢长(无孔块状羟基磷灰石在体内10年都不能完全降解)，在钙磷类植骨材料中溶解度最低，降解速度远远不能与新骨形成速度匹配，亦不能持续释放较高浓度钙等成骨有益离子、因此缺乏良好的成骨活性，不利于骨的修复及改造。为了克服煅烧牛松质骨多孔羟基磷灰石的明显缺点，近20年来，有科学工作者试图将煅烧牛松质骨多孔羟基磷灰石转化为磷酸三钙或含磷酸三钙的复相磷灰石陶瓷。磷酸三钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸四钙、磷酸八钙、焦磷酸钙等的具备较快降解速度，硫酸钙在常见骨移植替代材料中有最快的降解速度。俗称巴黎水泥的单质硫酸钙泥膏、水泥颗粒是应用于骨缺损填充的最久远的材料，因其1、良好的生物相容性；2良好的空间充填特性；3较快的吸收速度及生物吸收完全；4、潜在的成骨活性；5良好的骨传导作用且因为较快的吸收能为骨修复提供空间而延用至今。硫酸钙在100毫升水中常温下溶解0.2克左右，硫酸钙体内降解时在局部形成高钙环境，为新生骨组织骨矿形成提供钙源，与体液中的磷酸根等结合从而促进新骨的矿化，其潜在的骨诱导活性与硫酸钙溶解过程中局部高钙、偏酸微环境有关；硫酸钙在体内降解在局部形成的高钙环境为新骨形成提供钙源的同时，还不同程度促进成骨细胞形成、分化；硫酸钙在体内降解形成局部偏酸微环境可能促进人骨骨矿微溶降，造成成骨活性蛋白显露，而有利于新骨形成；但临床目前应用的硫酸钙泥膏或颗粒同样有合成材料的共同缺点即难以具备理想三维互通网孔结构，同时硫酸钙体内完全降解时间为45-72d，比自体骨快两倍多，难以对新骨的形成做持续、稳定的骨传导支持，不能为骨组织的再生提供三维多孔微结构即缺乏良好的骨传导性的微结构基础，阻碍修复细胞、血管进入移植物内，不利于立新骨的生物形成；即使成功制备成高孔隙率、高比表面积的三维互通网孔结构的硫酸钙单质支架，其降解速度会更快，强度更差；硫酸钙材料溶降后还可使局部微环境偏酸而有可能引起炎症反应。合成复合材料的优点是可通过选择不同降解特性的成分及其成分构成比例，使复合材料的降解速率、pH值等物性达到某种平衡，并且可能吸附更多种人体内活性蛋白(信号蛋白)，改善材料的生物活性，更多地满足骨移植替代材料的理想要求。但复合材料难以具备良好的骨传导性的三维互通网孔结构基础，而阻碍修复细胞及血管早期深入移植物内部。

我们现在尝试充分利用具备三维多孔微结构的及良好力学强度牛煅烧松质骨骨矿多孔支架及硫酸钙的特性与其他磷酸钙的生物特性，将硫、磷有效掺入牛煅烧松质骨骨矿多孔支架，将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架(煅烧牛骨单质羟基磷灰石多孔支架)转变为含有良好降解特性的磷酸钙与硫酸钙复合多孔生物支架。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有骨移植替代材料难以兼具良好三维互通网孔结构、机械强度、可降解性及生物活性等问题，提供一种可降解磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料，通过将硫、磷有效掺入煅烧牛松质骨骨矿多孔支架，将具备自然骨矿复杂精妙的三维互通网孔结构的牛煅烧松质骨骨矿多孔支架化为保留复杂精妙的三维互通网孔结构的可降磷酸钙-硫酸钙复合支架材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可降解磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料，其组成为如下复合成分中的一种：硫酸钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸氢钙/磷酸三钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/磷酸四钙、硫酸钙/磷酸三钙/磷酸八钙/焦磷酸钙、硫酸钙/磷酸三钙、硫酸钙/磷酸三钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/焦磷酸钙。

X线粉末衍射分析该复合生物支架材料为磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料如硫酸钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸氢钙/磷酸三钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/磷酸四钙、硫酸钙/磷酸三钙/磷酸八钙/焦磷酸钙、硫酸钙/磷酸三钙、硫酸钙/磷酸三钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/焦磷酸钙等。复合生物支架材料含有较快的吸收速度及生物吸收完全且具有潜在的成骨活性的硫酸钙、有相对良好降解速度的焦磷酸钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙多中的一个或多个，部分材料还含有羟基磷灰石；由于组分的溶降速度存在较大差异，因此复合生物支架材料可实现阶梯性溶降；又由于根据配方及生产工艺可有效调控该复合生物支架材料的组分及其质量比，如在实验条件范围内其他条件不变的情况下，硫酸钙含量可随着加浸渍、水热反应硫量的增大而逐渐加大，当将同量的硫酸钠预先浸渍到多孔羟基磷灰石时，掺入硫的效率会增加；随着反应磷量的增大，钙磷比为1.67的羟基磷灰石逐渐向钙磷比为1.5的磷酸三钙、钙磷比为1的焦磷酸钙转变等；因此该复合生物支架材料可能实现溶降速度的调控。复合生物支架材料的在模拟体液环境下早期即可形成有利于新骨形成的高钙环境，可能支持该复合生物支架材料的潜在成骨活性。该复合生物支架材料保留了牛自然骨骨矿精妙的三维互通网孔微结构及其良好的机械强度，并且同时网孔内生长较大长径比的晶须，晶须长径比为5-25:1，可增加材料的比表面积，可改善细胞黏附。动物骨松质骨缺损区移植观察到骨修复细胞在支架内良好的黏附、增殖、分化、分泌骨基质，在支架内可见极早的血管形成，成骨过程类似生理状态的膜内成骨；观察期未见明显免疫排斥反应及炎性反应，提示复合生物材料具有良好的生物相容性，动物骨缺损区移植有快而良好骨修复也提示复合生物材料可能的潜在成骨活性。

作为优选，所述可降解磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料制备方法为：通过将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架经含有硫源及磷源的二元体系处理，取出干燥后，高温煅烧而得。

作为优选，所述水热反应采用恒温水热方式，控制温度70-90℃，时间20-36小时。

作为优选，所述硫源为硫酸与可溶性硫酸盐的组合，可溶性硫酸盐为硫酸钠；所述磷源为磷酸和/或可溶性磷酸盐，可溶性磷酸盐为磷酸二氢铵和/或磷酸氢二铵；

所述将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架经含有硫源及磷源的二元体系处理具体选择以下方案之一：

方案一：将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架先在硫酸钠溶液中浸渍并蒸干后，再进入硫酸-磷源复合溶液中水热反应；

方案二：将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架在硫源-磷源复合溶液中浸渍的同时水热反应。

作为优选，所述含有硫源及磷源的二元体系中：硫酸终浓度为0.04-0.1mol/L，硫酸钠终浓度为0.08-0.8mol/L，磷酸终浓度0.85-2.55wt％，由可溶性磷酸盐提供的磷终浓度为0.1-1.5mol/L。

作为优选，方案一中：牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫酸钠溶液的料液比为10g：40-50mL，牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫酸-磷源复合溶液的料液比为10g：50-100mL；

方案二中：牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫源-磷源复合溶液的料液比为10g：50-100mL。

作为优选，所述高温煅烧温度为750-1125℃，煅烧2-8小时。

作为优选，所述牛煅烧松质骨骨矿多孔支架的孔隙率70-85％，孔径400-1400μm。

作为优选，所述牛煅烧松质骨骨矿多孔支架的制备方法为：

(1)将牛松质骨切割成厚0.5-2cm的骨条或骨块得原料骨；

(2)原料骨置于蒸馏水内在高压锅内蒸煮40-60min，然后用40-60℃饮用水清洗干净，重复本步骤4-6次；

(3)将步骤(2)处理后的原料骨在恒温烘箱内100-120℃干燥12-24小时，然后置于煅烧炉内，900-1200℃煅烧8-12小时，冷却后得牛煅烧松质骨骨矿多孔支架。

作为优选，所述可降解磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料保持了牛煅烧松质骨骨矿多孔支架的三维互通网孔结构及机械强度，同时网孔内有较大长径比的晶须生长，晶须长径比为5-25:1，可有效增加材料的比表面积，所述可降解磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料中硫酸钙占材料总质量的1-70％。

本发明的有益效果是：

复合生物支架材料含具有较快降解速度、能完全降解并具潜在骨诱导活性离子的硫酸钙，硫酸钙占复合材料总质量的1-70％；含具有较好降解特性但降解速度有较大差异的磷酸三钙、焦磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙等；部分复合支架还含有羟基磷灰石。复合生物支架材料保持了自然骨骨矿三维互通网孔微结构及其较好的机械强度，同时网孔内生长较大长径比的晶须，主体长径比为5-25:1，可增加材料的比表面积而改善细胞及蛋白的粘附。由于组分的溶降速度存在较大差异，因此复合材料可实现阶梯性溶降。硫酸钙的降解可形成的早期高钙环境，有利于新骨形成并为骨修复提供进一步的空间；材料在较大比例的溶降后仍可保持较好的机械强度及网孔结构，这些在模拟体液溶降实验可得到证实，电镜下可见矿物的溶降与重新沉积。本发明的复合生物支架材料在动物松质骨骨缺损区移植时，可见修复细胞良好的募集、黏附、增殖分化、分泌基质及快速的血管网形成，材料可实现了膜内成骨，提示复合生物支架材料良好的骨传导性及潜在的骨诱导活性；观察过程中未发现免疫排斥反应及明显的炎症，提示复合生物支架材料具备良好的生物相容性。

复合生物支架材料兼具良好三维互通网孔结构与骨传导性、可降解性、较好机械强度和生物相容性；因具有降解时可产生局部高钙环境的硫酸钙，复合生物支架材料可能具备潜在的骨诱导性。该复合生物支架材料可能更多地满足了骨移植替代材料或骨组织工程支架材料的理想的条件。

附图说明

图1是本发明产品的一种的扫描电镜图。

图2是本发明产品的一种模拟体液溶降实验的模拟体液中钙含量图。

图3是本发明产品的一种模拟体液溶降实验后材料的扫描电镜图。

图4是本发明产品的一种移植实验早期组织学图示。

图5是本发明产品的另一种移植实验早期组织学图示。

图6是本发明产品的一种移植实验后期期组织学图示。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

牛煅烧松质骨骨矿多孔支架的制备方法为：

(1)将牛松质骨切割成厚0.5-2cm的骨条或骨块得原料骨；

(2)原料骨置于蒸馏水内在高压锅内蒸煮40-60min，然后用40-60℃饮用水清洗干净，重复本步骤4-6次；

(3)将步骤(2)处理后的原料骨在恒温烘箱内80-120℃干燥12-24小时，然后置于煅烧炉内，900-1200℃煅烧8-12小时，冷却后得牛煅烧松质骨骨矿多孔支架。

牛煅烧松质骨骨矿多孔支架的制备方法具体举例为：

(1)将牛松质骨(牛股骨髁松质骨)切割成厚1-2cm的骨条得原料骨；

(2)原料骨置于蒸馏水内在高压锅内蒸煮50分钟，然后用50-60℃水清洗干净，重复本步骤5次；

(3)将步骤(2)处理后的原料骨在恒温烘箱内80℃干燥24小时，然后置于煅烧炉内，1100℃(升温速率10℃/分钟)煅烧11小时，随炉冷却后得牛煅烧松质骨骨矿多孔支架。

总实施方案1：

A：配制硫源-磷源复合溶液：磷源为磷酸和/或可溶性磷酸盐，磷酸终浓度0.85-2.25wt％，由可溶性磷酸盐提供的磷终浓度0.1-1.5mol/L，可溶性磷酸盐为磷酸氢二铵和/或磷酸二氢铵；硫源为硫酸和可溶性硫酸盐，硫酸终浓度0.04-0.2mol/L，可溶性硫酸盐为硫酸钠，硫酸钠终浓度为0.08-0.8mol/L；按牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫源-磷源复合溶液的固液比为10g：66.7-100mL，称取牛煅烧松质骨骨矿多孔支架，投入硫源-磷源复合溶液浸渍及水热反应，水热反应采取恒温水热反应，控制反应温度70-90℃，反应时间为20-36小时。

B：取出牛煅烧松质骨骨矿多孔支架，恒温烘箱内80-90℃干燥产20-48小时。

C：将步骤B处理后的牛煅烧松质骨骨矿多孔支架置于煅烧炉内，750-1125℃(升温速率2.5℃/分钟)煅烧2-8小时，随炉冷却后得产品。

总实施方案2：

A：按牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫源-磷源复合溶液的固液比为10g：50-100mL；磷源为磷酸和可溶性磷酸盐，磷酸终浓度0.85-2.25wt％，由可溶性磷酸盐提供的磷终浓度0.1-0.15mol/L，可溶性磷酸盐为磷酸氢铵和/或磷酸二氢铵；硫源为硫酸和可溶性硫酸盐，硫酸浓度0.1-0.15mol/L，可溶性硫酸盐为硫酸钠，硫酸钠终浓度为0.08-0.15mol/L；

B：称取硫酸钠先配制硫酸钠溶液，牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫酸钠溶液的固液比为10g：40-50毫升；将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架浸入硫酸钠溶液中，浸渍15-30分钟后微波蒸干：微波输出功率300-500w，时间15-35分钟。

C：配制硫酸-磷源复合溶液，将步骤B处理后的牛煅烧松质骨骨矿多孔支架沉浸浸渍及水热反应，牛煅烧松质骨骨矿多孔支架与硫酸-磷源复合溶液的固液比为10g：50-100mL；水热反应采取恒温水热反应，控制反应温度70-90℃，反应时间为20-36小时。

D：取出多孔支架恒温烘箱内80-90℃干燥产20-48小时。

E：将步骤D处理后的牛煅烧松质骨骨矿多孔支架在置于煅烧炉内，750-900℃(升温速率2.5℃/分钟)煅烧2-8小时，随炉冷却后得产品。

每一样品进行大体观察进行X射线粉末衍射(Xray diffraction,XRD)分析；选择部分样品进行用扫描电镜进行显微结构观察；进行模拟体液溶降实验、骨缺损修复的动物实验等。大体观察观察材料的大体形态、强度等，部分样品用INSTRON—5566测试压缩强度。模拟体液溶降实验用医用氯化钠注射作为模拟体液，检测材料与模拟体液的固液质量体积比为1克：100毫升，置入有盖烧杯内，在37℃恒温条件下进行模拟体液溶降实验，溶降实验时间30天，溶降实验的前15天每隔3天更换模拟体液更换40％，用AU5800全自动生化分析仪检测模拟体液内钙、磷等离子测定，用国产电子天平测定39时材料的质量并计算降解率；进行溶降实验开始前、结束时材料的XRD分析与扫描电镜观察等。动物骨缺损修复试验选择8只健康新西兰白兔，在兔股骨髁造成直径8mm的骨缺损，采用多孔复合生物材料进行骨缺损修复，术后1、2、4、12周处死实验动物，进行骨缺损修复的组织学检查。

实施例1

601054

按照含有硫源及磷源的二元体系：0.8mol/L硫酸钠、0.1mol/L硫酸、1.7wt％磷酸配制试剂；先取硫酸钠5.72克配制0.8mol/L硫酸钠溶液50毫升，取牛煅烧松质骨骨矿多孔支架5克没入其中，微波蒸干；取1mol/L硫酸5毫升、磷酸1毫升配制0.2mol/L硫酸、1.7wt％磷酸的复合溶液50毫升，用其浸没牛煅烧松质骨骨矿多孔支架，80℃反应36小时，取出后100℃干燥24小时；每分钟升温2.5℃至750℃，维持5小时后随炉降至室温得601054E；601054E成分如下：

CaSO₄ 69.98％

Ca₂(P₂O₇) 13.47％

Ca_9.74(PO₄)₆(OH)_2.08 16.55％。

实施例2

512121

按照含有硫源及磷源的二元体系：0.4mol/L硫酸钠、0.1mol/L硫酸5毫升、1.7w％磷酸、0.4mol/L磷酸氢二铵配制试剂；先取硫酸钠2.86克配制硫酸钠溶液20毫升，将孔隙率约70-85％的牛煅烧松质骨骨矿多孔支架5克没入其中，微波输出功率500瓦16分钟干燥之；取1mol/L硫酸5毫升、85w％磷酸、磷酸氢二铵2.64克配制复合溶液50毫升，用复合溶液浸没牛煅烧松质骨骨矿多孔支架，烧杯反罩下90℃恒温浸渍、水热反应24小时取出，取出后90℃干燥24小时；每分钟升温2.5℃至750℃，维持3小时后随炉降至室温得512121A；

512121A成分如下：

CaSO₄ 54.48％

Ca₂(P₂O₇) 24.59％

Ca_9.74(PO₄)₆(OH)_2.08 20.93％。

实施例3

510163

取1mol/L硫酸10毫升、硫酸钠4.26克、磷酸二氢铵1.32克、85w％磷酸原液2毫升加去离子水配制含0.1mol/L硫酸、0.3mol/L硫酸钠、0.1mol/磷酸二氢铵、1.7w％磷酸的复合溶液100毫升，溶液pH值约2.5；将牛煅烧松质骨骨矿多孔支架10克沉浸其中，烧杯反罩保护下70℃恒温浸渍、水热反应20小时取出；80℃干燥24小时；每分钟升温2.5℃至750℃，维持6小时后随炉降至室温得510163E；

5101653成分如下：

CaSO₄ 35.47％

Ca₃(PO₄)₂ 36.05％

Ca_9.74(PO₄)₆(OH)_2.08 28.48％。

实施例4

506264

按配制0.1mol/L硫酸钠、0.04mol/L硫酸、0.85w％磷酸、0.5mol/L磷酸二氢铵二元体系的量取硫酸钠1.42克、1mol/L硫酸4毫升、85w％磷酸1毫升、磷酸二氢铵5.75克；先取硫酸钠1.42克配制硫酸钠溶液50毫升，取10克牛煅烧松质骨骨矿支架沉浸其中，微波干燥；取1mol/L硫酸4毫升、磷酸二氢铵5.75克、85w％磷酸1毫升配制复合溶液100毫升，取10克牛煅烧松质骨骨矿多孔支架沉浸其中、烧杯反罩下70℃恒温浸泡24小时取出；70℃干燥48小时；每分钟升温2.5℃至900℃，维持6小时后随炉降至室温得508264E；

508264E

CaSO₄ 8.1％

Ca₃(PO₄)₂ 73.4％

Ca_9.868(PO₄)_5.586(OH)_4.006 18.5％。

实施例5

508263

按配制含0.04mol/L硫酸、0.08mol/L硫酸钠、0.75mol/L磷酸氢二铵、0.75mol/L磷酸二氢铵复合溶液100毫升配料：硫酸钠1.14g、1mol/L硫酸4毫升、磷酸氢二铵9.9克、磷酸二氢铵8.63g；先取硫酸钠配制0.08mol/L硫酸钠50毫升，取10克牛煅烧松质骨骨矿支架沉浸其中，微波干燥；配制0.04mol/L硫酸、0.75mol/L磷酸氢二铵、0.75mol/L磷酸二氢铵复合溶液100毫升，用其浸没牛煅烧松质骨骨矿支架，烧杯反罩下70℃恒温浸泡24小时取出；每分钟升温2.5℃至900℃，维持6小时后随炉降至室温得508263E；

508263E

实施例6

508298

配制含0.04mol/L硫酸、0.1mol/L硫酸钠、2.25w％磷酸、1.5mol/L磷酸氢二铵复合溶液100毫升；取孔隙率70-85％的牛煅烧松质骨骨矿支架10克沉浸其中、烧杯反罩下70℃恒温浸渍、水热反应24小时取出；70℃干燥48小时；每分钟升温2.5℃至900℃，维持5时后一小时降温至400℃，随炉降至室温得508268A；每分钟升温2.5℃至900℃，维持8小时后一小时降温至400℃，随炉降至室温得508268E；每分钟升温2.5℃至1125℃，维持2时后一小时降温至400℃，随炉降至室温得508268k；

508268A

CaSO₄ 6.1％

Ca₃(PO₄)₂ 32.2％

Ca₄(PO₄)₂O 59.7％；

508268E；

508268k

CaSO₄ 6.7％

Ca₃(PO₄)₂ 37.5％

Ca₄(PO₄)₂O 55.8％。

实施例7

603295

按配含0.1mol/L硫酸、0.1mol/L硫酸钠、1.7w％磷酸、0.2mol/L磷酸氢二铵体系计料：1mol/L硫酸5毫升、硫酸钠0.71克、85w％磷酸1毫升、磷酸氢二铵1.32克；先取硫酸钠加去离子水配制0.1mol/L硫酸钠溶液20毫升，将孔隙率约85％的牛煅烧松质骨骨矿支架5克投入其中浸渍半小时，微波输出功率500瓦8×2分钟蒸干；取1mol/L硫酸5毫升、85w％磷酸1毫升、磷酸氢二铵1.32克配制复合溶液50毫升，将牛煅烧松质骨骨矿支架投入其中，70℃浸渍、水热处理24小时，取出后70℃干燥30小时，检查强度平平、通气平平；每分钟升温2.5℃至900℃，维持6小时后随炉降至室温得603295E；

603295E

CaSO₄ 51.4％

Ca₃(PO₄)₂ 48.6％。

实施例8

509053

取1mol/L硫酸5毫升、硫酸钠2.84克，85w％磷酸溶液1毫升、磷酸氢二铵2.64克加去离子水配制0.5mol/L硫酸、0.2mol/L硫酸钠、0.85w％磷酸、0.4mol/L磷酸氢二铵复合溶液50毫升，将牛煅烧松质骨骨矿支架7.5克投入其中，90℃恒温条件下浸渍、水热反应36小时，100℃干燥24小时；每分钟升温2.5℃至750℃，维持2小时后随炉降至室温得509053A；每分钟升温2.5℃至750℃，维持5小时后随炉降至室温得509053E；

509053A

509053E

实施例9

509031

取1mol/L硫酸10毫升、硫酸钠4.26克、磷酸二氢铵5.78克、85w％磷酸1毫升加去离子水配制0.1mol/L硫酸、0.3mol/L硫酸钠、0.85w％磷酸、0.5mol/L磷酸二氢铵复合溶液100毫升，将10克牛煅烧松质骨骨矿支架没入其中、烧杯反罩下70℃恒温浸渍、水热反24小时取出；80℃干燥24小时；每分钟升温2.5℃至750℃，维持6小时后随炉降至室温得510032E；电镜检测保留良好的三维互通网孔结构，网孔内形成较大长径比的晶须。

509031E

CaSO₄ 27.87％

Ca₂(P₂O₇) 60.13％

Ca_10.084(PO₄)_5.94(OH)_3.39 12.00％。

实施例10

509033

取1mol/L硫酸10毫升、硫酸钠4.26克、磷酸二氢铵8.63、85w％磷酸1毫升配制0.1mol/L硫酸、0.3mol/L硫酸钠、0.85w％磷酸、0.75mol/L磷酸二氢铵复合溶液100毫升，取10克牛煅烧松质骨骨矿支架沉浸其中，烧杯反罩下70℃恒温浸渍、水热反应24小时后取出，pH值约2.5；80℃干燥24小时；每分钟升温2.5℃至750℃，维持6小时后随炉降至室温得511033E；

509033E

CaSO₄ 29.46％

Ca(PO₄)₂ 27.67％

Ca₂(P₂O₇) 39.87％。

实施例11

5082812

按配含0.04mol/L硫酸、0.15mol/L硫酸钠、0.85w％磷酸、1.5mol/L磷酸二氢铵100毫升水热反应溶液量取1mol/L硫酸4毫升、硫酸钠2.13克、85w％磷酸1毫升、磷酸二氢铵17.25g；先取硫酸钠2.13g配制0.15mol/L硫酸钠溶液50毫升，将孔隙率70-85％的牛煅烧松质骨骨矿支架10克沉浸其中，微波干燥；取1mol/L硫酸4毫升、磷酸二氢铵17.25克、磷酸1毫升配制复合溶液100毫升，用其浸没煅烧羟基磷灰石沉浸、烧杯反罩下70℃恒温浸渍、水热反应24小时取出；70℃干燥48小时；每分钟升温2.5℃至900℃，维持3小时后随炉降至室温得5082812A；每分钟升温2.5℃至900℃，维持6小时后随炉降至室温得5082812E；

5082812A

CaSO₄ 8.2％

Ca₃(PO₄)₂ 18.5％

Ca₂(P₂O₇) 73.3％。

检测结果：

材料大体观察、强度测定、XRD成分分析及扫描电镜观察

各种产品完好保持牛松质骨的预制形态，无碎裂、崩塌或粉末化等，具有较好的机械强度；10×10×10mm的1-4号标本用INSTRON—5566松质骨测试压缩强度见表1。X线衍射(XRD)检测证实浸没与硫、磷源牛煅烧松质骨骨矿多孔支架在干燥后经煅烧可转化为复合生物支架材料为磷酸钙-硫酸钙多孔复合生物支架材料如硫酸钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸氢钙/磷酸三钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/磷酸四钙、硫酸钙/磷酸三钙/磷酸八钙/焦磷酸钙、硫酸钙/磷酸三钙、硫酸钙/磷酸三钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/焦磷酸钙/羟基磷灰石、硫酸钙/磷酸三钙/焦磷酸钙等。复合生物支架材料含具有较快降解速度、能完全降解并具潜在骨诱导活性离子的硫酸钙，硫酸钙占复合材料总质量的1-70％；含具有较好降解特性但降解速度有较大差异的磷酸三钙、焦磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙等；部分复合支架还含有羟基磷灰石。电镜扫描发现(图1)，复合生物支架材料保持了自然骨骨矿三维互通网孔微结构，同时网孔内生长较大长径比的晶须，主体晶须长径比为5-25:1，可增加材料的比表面积而改善细胞及蛋白的粘附。复合生物支架有较好的机械强度(表1)

表1压缩强度

2、材料的体外溶降实验

实验发现材料有较好的降解率(表2)，模拟体液实验的早期(半月内)多数样品模拟体液中有较高的钙离子浓度即维持在人血清正常参考值(2-2.67mmol/l)中间值的1-4倍之间(图2)；亦有活性离子镁释放。溶降实验结束时支架网孔变大、机械强度良好(表3)。模拟体液实验材料的XRD分析发现，材料的成分及质量比随时间变化而发生变化，硫酸钙及磷酸三钙、磷酸氢钙、磷酸四钙、磷酸八钙，焦磷酸钙等成分等逐渐减少或消失、支架材料渐变为羟基磷灰石。扫描电镜可发现材料的溶降及矿物成分的重新沉积(图3)。

表2材料在模拟体液内浸泡4周的降解率(n＝3)

表3溶降实验后压缩强度

3、动物骨缺损修复试验

多孔复合生物支架材料组的移植早期(1周)即可见细胞、血管进入支架的整个空间，可见修复细胞增殖、分化、分泌骨基质(图4)；2、4周即有骨小梁形成，新生骨组织与支架有完美的结合(图5)。移植12周有板层骨形成(图6)。观察过程中未发现免疫排斥反应及明显的炎症，材料具备良好的生物相容性，骨修复快且好。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。