本发明涉及一种骨修复材料及其制备方法，具体是一种以胶原蛋白和多孔含镁磷酸三钙为原料制备的胶原蛋白/含镁磷酸三钙人工骨修复材料。
背景技术：
：：1、随着人口老龄化程度进一步加深，各种慢性病、交通事故、工伤及运动损伤的原因导致骨伤发病率逐年上升，急需开发用于骨缺损修复的新型人工骨材料。近年来，一批以羟基磷灰石、磷酸三钙为代表的磷酸钙类人工骨修复材料得到广泛应用。磷酸钙类材料的化学成分与人体骨骼中的无机成分相似，具有良好的生物相溶性，但是其仍然存在体内不可降解或降解速率与成骨周期不匹配、生物活性低等问题，难以满足日益增长的市场需求。2、现有骨修复材料多以羟基磷灰石为主，植入体内后表现出了一定的生物相容性，但其在体内降解缓慢。研究表明，羟基磷灰石在体内植入骨缺损位置数年后仍无明显变化，阻碍了新骨的长入。参见文献1：dorozhkin s.v., epple m. biological and medicalsignificance of calcium phosphates.
angew.chem.int.ed.2002,41:3130-3146。
3、致密的羟基磷灰石材料植入后仅在表面形成新骨组织，缺乏诱导骨形成的能力。磷酸三钙材料与羟基磷灰石相比，降解性能更优，植入体内后可以与骨形成化学结合，但仍缺乏足够的生物活性，无法进一步促进新骨的形成。同时，磷酸三钙材料需高温煅烧制备，极大的提高了骨修复材料的成本。参见文献2：yadav m.k., pandey v. and et al. alow-cost approach to develop silica doped tricalcium phosphate (tcp) scaffoldby valorizing animal bone waste and rice husk for tissue engineeringapplications.
ceram.int.2022,48:25335-25345。
4、一些研究人员通过复合胶原蛋白分子提高磷酸钙材料的生物活性，胶原是人体骨的重要成分，具有优良的骨诱导性，可诱导骨细胞增殖分化。参见文献3：jiang q.s., wangl.r. and et al. canine acl reconstruction with an injectable hydroxyapatite/collagen paste for accelerated healing of tendon-boneinterface.
bioact.mater.2023,20:1-15。
5、但是，仅靠胶原蛋白分子提供生物活性远远不够。对于胶原蛋白和羟基磷灰石复合的方案，工艺上要胶原蛋白粉体与羟基磷灰石共混后90~130 ℃热压成型，其产品在降解性能（羟基磷灰石体内难以降解）、孔隙结构（热压成型较为致密）等方面具有明显不足。行业主流技术还包括胶原/羟基磷灰石复合冻干成型方法和多孔磷酸三钙陶瓷表面灌注胶原冻干技术。其中胶原/羟基磷灰石复合冻干成型方法使用的纳米级羟基磷灰石粉末含量为20-80%，分散性不佳，无法实现更高的陶瓷相含量，且羟基磷灰石在体内难以降解，不利于新骨的生成与长入。而多孔磷酸三钙陶瓷表面灌注胶原冻干技术的主体为烧结后的磷酸钙陶瓷，基体韧性不足，无法做到胶原蛋白特有的塑形技术。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种人工骨修复材料，其具有较高的陶瓷成分含量，且陶瓷成分在胶原蛋白中的结合性和分散性均较好，避免了在体内应用过程中出现脱落及炎症问题；具有较高的生物活性和降解性，该人工骨修复材料在体内降解的同时新生骨组织可长入直至骨缺损部位被完全替代。2、本发明的目的还在于提供一种该人工骨修复材料的制备方法。3、本发明的第一个方面提供一种人工骨修复材料，所述人工骨修复材料为具有多孔结构的复合材料，其原料包括胶原蛋白和多孔含镁磷酸三钙粉体，所述多孔含镁磷酸三钙粉体为由钙盐、镁盐和磷酸盐溶液反应后的沉淀物经喷雾干燥形成，所述多孔含镁磷酸三钙粉体的粒径为1~20μm；所述人工骨修复材料中多孔含镁磷酸三钙的质量百分比为50~95%。4、在一优选的实施例中，所述人工骨修复材料中含镁磷酸三钙的质量百分比为85~95%，即获得的人工骨修复材料中陶瓷成分的含量可达85%以上。5、在一优选的实施例中，原料中所述胶原蛋白和所述多孔含镁磷酸三钙粉体的质量比为0.05~1。6、在一优选的实施例中，所述人工骨修复材料中多孔含镁磷酸三钙的质量百分比为50~95%。7、在一优选的实施例中，所述人工骨修复材料的孔隙率为70~95%。8、在一优选的实施例中，所述人工骨修复材料由胶原蛋白和多孔含镁磷酸三钙粉体交联复合成型制得。9、在一优选的实施例中，所述多孔含镁磷酸三钙粉体中镁元素的质量百分比小于或等于3%。10、在一优选的实施例中，所述多孔含镁磷酸三钙粉体由如下步骤制得：11、配制钙盐和镁盐的混合溶液，作为第一溶液；配制磷酸盐溶液，并用碱液调节ph至9.5~10.5，作为第二溶液；12、将所述第一溶液和所述第二溶液加热混合，在60~95 ℃及搅拌条件下反应；13、将反应后获得的悬浊液离心分离取沉淀物，清洗，将清洗后的沉淀物喷雾干燥，得到多孔含镁磷酸三钙粉体。14、碱液为氨水或氢氧化钠。15、本发明的第二个方面提供一种人工骨修复材料的制备方法，将胶原蛋白溶解在酸溶液中，加入多孔含镁磷酸三钙粉体，搅拌均匀形成混合浆料，干燥成型，制得人工骨修复材料；其中，所述多孔含镁磷酸三钙粉体由钙盐、镁盐和磷酸盐溶液反应后的沉淀物经喷雾干燥形成，粒径为1~20μm。16、在一优选的实施例中，所述制备方法包括如下步骤：17、s101、将胶原蛋白溶解在酸溶液中，加入多孔含镁磷酸三钙粉体，搅拌均匀，制得混合浆料；18、s102、将交联剂加入所述混合浆料中，注入成型模具中，冷冻干燥获得成型的复合材料；19、s103、用洗脱剂溶液除去所述复合材料中的残留交联剂，用纯水清洗多次，干燥处理，得到所述人工骨修复材料。20、在一优选的实施例中，胶原蛋白和多孔含镁磷酸三钙粉体的质量比为0.05~1。21、在一优选的实施例中，所述多孔含镁磷酸三钙粉体中镁元素的质量百分比小于或等于3%。22、在一优选的实施例中，所述酸溶液包括盐酸溶液或醋酸溶液，浓度为0.1~2 wt %。23、在一优选的实施例中，所述胶原蛋白在所述酸溶液的浓度为0.5~5 wt %。24、在一优选的实施例中，所述胶原蛋白包括i型胶原蛋白、ii型胶原蛋白和重组胶原蛋白中的一种或多种的组合，分子量为100000~350000 da。25、在一优选的实施例中，步骤s102具体实施如下：将1~100 ppm交联剂加入混合浆料后注入成型模具中，振荡模具使浆料液面达到平整，然后将模具放入-4 ~ -80 ℃环境中冷冻，然后脱模通过冷冻干燥方法得到成型的复合材料；其中，交联剂包括戊二醛和京尼平中的一种或两种的组合，冷冻干燥温度为-20 ~ -80 ℃。26、在一优选的实施例中，步骤s103具体实施如下：将复合材料浸泡于洗脱剂溶液中0.5~24小时，将洗脱后的复合材料放入纯水中200~600 rpm转速下搅拌清洗6~24小时，然后将含水量大于90 wt %的复合材料真空干燥处理，得到胶原/含镁磷酸三钙人工骨修复材料；其中，洗脱剂包括聚乙烯醇和硼氢化钠中的一种或多种的组合，浓度为0.05~3 wt.%；抽真空干燥处理的真空度为1~50 pa，冷阱温度为-40 ~ -80 ℃。27、在一优选的实施例中，所述制备方法还包括制备所述多孔含镁磷酸三钙粉体的制备步骤，所述制备步骤具体包括：28、配制钙盐和镁盐的混合溶液，作为第一溶液；配制磷酸盐溶液，并用碱液调节ph至9.5~10.5，作为第二溶液；29、将所述第一溶液和所述第二溶液加热混合，在60~95 ℃及搅拌条件下反应；30、将反应后获得的悬浊液离心分离取沉淀物，清洗，将清洗后的沉淀物喷雾干燥，得到多孔含镁磷酸三钙粉体。31、在一优选的实施例中，所述第一溶液中钙离子和镁离子的摩尔比为6~10；所述第一溶液和所述第二溶液混合后，钙离子和磷酸根离子的摩尔比为1.1~1.5；所述钙盐选自无水氯化钙、二水合氯化钙和四水合硝酸钙中的一种或多种的组合，所述镁盐选自六水合氯化镁和/或六水合硝酸镁，所述磷酸盐选自磷酸氢二钠、磷酸氢二铵和磷酸氢钠中的一种的多种的组合。32、在一优选的实施例中，使用喷雾干燥机将清洗后的沉淀物喷雾干燥，所述喷雾干燥机的进风温度为240~300 ℃，出风温度为120~150 ℃，进料速率为30~200 ml/min。33、由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：34、本发明的人工复修复材料，使用可降解的胶原蛋白和含镁磷酸三钙材料作为原材料，实现了体内全降解设计，预期材料在体内降解的同时新生骨组织长入直至骨缺损部位被完全替代；含镁磷酸三钙为微米级低密度多孔粉体，分散在胶原蛋白溶液后不会出现分层析出现象，显著提高了磷酸钙陶瓷成分的含量（50~95%），分散均匀且结合性较好，避免了在应用过程中出现脱落及炎症问题；同时具有较高的活性，有效促进骨组织细胞的成骨分化，促进新骨生成。当前第1页12当前第1页12