一种合成骨修复材料及其制备方法和使用方法与流程

本技术涉及生物医用材料，具体而言，涉及一种合成骨修复材料及其制备方法和使用方法。

背景技术：

1、骨组织的缺损和损伤是一种严重影响人类健康和生活的疾病。当骨缺损超过一定范围时，依靠骨组织自身的修复能力难以愈合，同时软组织的再生速度比硬组织的再生速度快，会填充骨缺损的区域，妨碍新骨的形成。为确保骨质再生的空间，引导骨再生(guidedbone regeneration，gbr)技术是临床上使用的主要策略。具体而言，是使用骨移植物或屏障膜或二者的组合维持骨再生的空间。骨移植物在gbr技术中起着重要的作用。自体骨是最理想的移植物，但数量有限，并且会对取骨部位造成损伤。异体骨与自体骨一样，具有骨生成性、骨诱导性和骨传导性，但存在免疫原性和感染疾病的风险。采用合成材料用于骨修复，不仅可以解决自体骨和异体骨存在的诸多问题，还可以进行材料和结构设计得到性能优异的替代物。合成骨修复材料将是未来骨移植物的发展方向。合成材料用于组织修复，需要考虑到的是，组织修复是一个极其复杂的过程，单一的材料往往无法满足组织修复的要求，现在对于组织修复材料的设计往往考虑多组分的复合。复合材料同时具备各组分材料的特性，并可能产生各组分材料不具备的新特性。自然骨就是一种有机/无机复合材料，胶原为主的有机成分提供韧性，羟基磷灰石为主的无机物提供抗压强度，使得骨组织具有优异的力学性能。骨修复材料所要求的生物相容性、力学性能和生物活性，只有复合材料才能实现。

2、组织修复尤其是骨组织修复用材料，在结构上要求具备多孔结构，供细胞长入和物质运输，促进组织愈合。常用的多孔有机/无机复合材料的成型方式包括静电纺丝、添加造孔剂法、冷冻干燥等。静电纺丝主要用于制备膜状材料，也可以制备块状材料，但纤维基的材料始终存在抗压强度过低的问题，不能用于骨缺损的填充。添加造孔剂法制备多孔材料，孔径可控，但造孔剂需要后续处理去除，且去除率往往有限。而对于冷冻干燥技术，是通过降温将溶剂从液态变为固态最终变为气态而挥发，使得原来溶剂占据的位置得以保留，形成孔结构，而一般用于溶解合成高分子的溶剂的升华点大多极低，例如常用的有机溶剂二甲基亚砜升华点约为-82℃，因此，冷冻干燥技术制备合成高分子基多孔材料，对于设备的要求高、能耗大。提到多孔材料，研究较多的还有微球。目前对于微球的研究大多集中在药物缓释材料，但微球表面的微孔结构和微球堆积形成的孔结构也是用于组织再生的一大优势，同时大部分材料均可制备成微球。可见，微球的应用领域有待开发。

3、因此，提供一种合成的骨修复材料，是以微球结构为基础的有机/无机复合材料，其具备的孔结构和孔隙率及各组分的协同作用十分利于骨再生，同时可吸收且成本较低，具有很大的市场替代潜力。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种合成骨修复材料及其制备方法，以解决目前的问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供了如下技术：

3、本技术一方面，提出一种合成骨修复材料，用于包括口腔科手术在内的各种非承重骨缺损的填充和修复，所述合成骨修复材料为由可吸收的合成高分子和生物陶瓷组成的复合材料；

4、所述合成高分子为可吸收聚酯材料或其任意组合；

5、所述生物陶瓷为羟基磷灰石或其与β-磷酸三钙的组合。

6、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所述合成骨修复材料为圆柱体的块状骨修复材料，其尺寸为：

7、底面直径3mm～10mm，高度3mm～10mm；

8、所述合成骨修复材料具有贯通的多孔结构，其孔径为10～500μm，孔隙率大于30％。

9、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所述合成骨修复材料为方体的块状骨修复材料，其尺寸为：

10、长*宽*高：3mm～10mm*3mm～10mm*3mm～10mm；

11、所述合成骨修复材料具有贯通的多孔结构，其孔径为10～500μm，孔隙率大于30％。

12、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所述合成骨修复材料为颗粒状的骨修复材料，其尺寸为：

13、粒径：0.1mm～3mm；

14、所述合成骨修复材料具有贯通的多孔结构，其孔径为10～500μm，孔隙率大于30％。

15、本技术另一方面，提出一种合成骨修复材料的制备方法，包括如下步骤：

16、配制合成高分子和生物陶瓷的混合溶液；

17、将混合溶液加入到表面活性剂的水溶液中，持续搅拌2～48h，制备复合微球；

18、将复合微球充分洗涤后干燥，筛分，放入模具中，适当按压后加热，使合成高分子适当熔化，使得复合微球得以粘接在一起，得到块状的合成骨修复材料；

19、将块状的合成骨修复材料研磨或粉碎至所需的微球粒度100～500μm，得到颗粒状的合成骨修复材料。

20、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所述合成高分子与生物陶瓷的质量比为10:90～90:10；其中：

21、所述合成高分子的溶剂优选二氯甲烷；

22、所述合成高分子溶液的浓度为1％～30％。

23、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所述表面活性剂为聚乙烯醇(pva)或tween-80，其浓度为0.1％～10％。

24、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所述复合微球的干燥方式为冷冻干燥或真空干燥；

25、冷冻干燥温度为-40～-60℃，时间为12～48h；

26、真空干燥温度为10～50℃，时间为12～48h。

27、作为本技术的以中俄可选实施方案，可选地，所需的微球粒径为，所述块状的合成骨修复材料的加热温度高于所选用合成高分子的玻璃化转变温度0～50℃，优选0～10℃。

28、本技术另一方面，还提出一种合成骨修复材料的使用方法，包括如下步骤：

29、根据实际需要选择适宜规格的合成骨修复材料，在室温下放置使其温度平衡；

30、清创，使缺损部位完全暴露；

31、打开包装，块状的合成骨修复材料可直接使用或修剪后使用，颗粒状的合成骨修复材料需先与生理盐水或患者血液混合后再使用；

32、将合成骨修复材料填充于骨缺损区域，确保骨缺损区域被完全填充；

33、根据手术需要覆盖膜状生物材料；

34、放置完成后，对切口进行缝合。

35、与现有技术相比较，本技术能够带来如下技术效果：

36、本发明提出的骨修复材料，以微球为基础的结构使其具有利于骨再生的孔结构和孔隙率。微球之间为点接触，微球堆积形成的支架具有贯通的多孔结构，即具备骨传导性。微球堆积形成的块状材料粉碎或研磨后得到的颗粒形状不规则，使得植入材料具有更高的孔隙率。同时，在微球固化成型过程中，其表面的生物陶瓷颗粒会在溶剂水的冲刷作用下去除，因此微球表面会形成大量微孔。微孔和大孔的配合，既有利于细胞的粘附和迁移，又可促进细胞和体液浸入支架内部，完成骨的修复和替代。

37、2.本发明提出的骨修复材料，由可吸收合成高分子和生物陶瓷组成。合成高分子改善材料的脆性，提高材料的韧性；生物陶瓷具有优良的生物活性，植入机体后可形成迅速的骨整合。并且该骨修复材料具有与骨再生相匹配的降解速率。可吸收的合成高分子快速降解，提供更多供骨组织长入的空间，但生物陶瓷如羟基磷灰石的存在有利于维持骨再生空间的稳定。生物陶瓷降解形成钙离子和磷酸根离子，为骨细胞提供合成骨组织中无机成分的原料。同时合成高分子的酸性降解产物可促进生物陶瓷的降解，消除羟基磷灰石等生物陶瓷降解过于缓慢的弊端，不妨碍新骨的形成。

38、3.本发明提出的骨修复材料，可用于多种情况骨缺损的填充和修复。块状材料可修剪至需要的形状，填充到所需创口。颗粒状材料一般与生理盐水或自体血液混合后填充到骨缺损部位，可满足不规则缺损或狭小间隙填充的需要。