介孔硅酸钙镁、聚醚醚酮复合材料、骨修复体及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及材料领域，尤其设及介孔娃酸巧儀、聚離離酬复合材料及其制备方法 和应用，还设及一种骨修复体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前临床应用的骨植入材料较多地为铁基骨植入材料及陶瓷骨植入材料，但该些 材料都仍存在自身难W克服的缺点。金属材料结构性质与骨相差大，缺乏生物活性，无法与 骨形成骨整合，且易造成骨吸收，且金属离子的溶出容易导致积液、炎症及坏死等现象；而 陶瓷骨植入材料则有着不易成型加工，初性较差等缺点。因此，新的替代产品的研发尤为重 要。
[000引 聚離離酬（polyetheretherketone)，简称阳邸，是由英国的ICI公司在20世纪70 年代末开发并投入工业化生产的特种工程高分子材料。因其具有优良的生物相容性和抗生 物反应能力，在生物医学领域具有广泛的应用前景。
[0004] 聚離離酬（PEEK)不仅具有优良的生物相容性和生物稳定性，而且抗疲劳性好、耐 腐蚀性强；用阳邸制造的人工骨的弹性模量与骨组织相匹配，且高强度、坚硬耐磨及经反 复灭菌而机械强度不退化。PEEK已被指定为"最佳长期骨移植材料"，并得到抑A认证，美 国已用PE邸开发出长期植入的骨关节、肘关节等。因此，P邸K比金属和陶瓷具有更明显的 优点，适用于体内长期骨植入。但是PE邸缺乏生物活性，不能与人骨形成牢固的键性结合。 [000引已有研究表明，Ca0-Si02-MgO系的复合材料具有良好的生物活性。与0 -TCP相比， 儀黄长石（Ca2MgSi207)的浸提液可W更好的支持骨髓间质干细胞化BMSCs)增殖和分化，儀 黄长石具有比P-TCP更高的成骨效率。儀黄长石和白娃巧石（Ca7MgSi40ie)单相陶瓷具有 良好的生物降解性能，在SBF中浸泡后，表面能生成磯灰石层。此外，儀黄长石和白娃巧石 在生理环境下可W释放出刺激促进成骨细胞的增殖和分化的多种离子。值得注意的是，透 辉石（CaM拆i20e)陶瓷，它具有化Si03'M拆i03的化学成分，在作为生物材料的研究中，在体 外实验中并没有表现出对成骨细胞有细胞毒性，在体内的研究中该材料可W通过表面生成 一个巧磯层，从而与骨紧密结合。然而，Ca0-Si02-MgO基生物陶瓷脆性大，力学性能不高，弹 性模量不足等缺点，限制了其应用性。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的骨修复材料的力学相容性不佳而 造成应力遮挡引起的骨修复材料松动和骨吸收，抑或骨愈合速度过慢、缺乏生物活性，无法 与骨形成牢固键合的缺陷。本发明提供一种介孔娃酸巧儀及其制备方法，一种介孔娃酸巧 儀/聚離離酬复合材料及其制备方法和应用，W及一种由该介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合 材料制得的骨修复体及其制备方法。该介孔娃酸巧儀的粒径均匀，且介孔孔径分布均匀。该 介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合材料具有良好的生物活性和生物相容性，与骨组织有较好的 力学相容性，能够刺激骨生长，加速骨愈合，减少骨植入材料后的愈合时间。该介孔娃酸巧 儀/聚離離酬复合材料的工艺简单易行，可根据临床需求相应调整该介孔娃酸巧儀/聚離 離酬复合材料的制备工艺来制备不同形状、规格和力学性能的骨修复体。该骨修复体具有 良好的生物相容性、生物活性、骨力学相容性和抗菌性，能缩短骨愈合时间，其强度高、耐疲 劳、抗腐蚀性能好，使用寿命长。该骨修复体植入后不会引起炎症反应，且其弹性模量、初性 和断裂强度等力学性能与人骨相匹配，不会造成应力遮挡引起的骨修复材料松动和骨吸收 等负面效应，能够满足临床对于骨修复的需要。
[0007] 本发明通过W下技术方案解决上述技术问题。
[000引本发明提供了一种介孔娃酸巧儀的制备方法，其包括下述步骤：
[0009] (1)将P123、水和无水己醇混合，至溶液澄清后，于36°C?40°C下加入盐酸揽拌 混合，然后将TEOS滴加至溶液中，揽拌至溶液出现白色浑浊后，加入四水硝酸巧和六水硝 酸儀，继续揽拌1?2小时，得反应液；其中，P123、水和无水己醇的质量比为1 : (36? 36.5) : LP123和盐酸的质量体积比为Ig: (2.8?3)血，P123和TEOS的质量比为 1 : (2?2.3)，P123、四水硝酸巧和六水硝酸儀的质量比为1 : (1.1?1.3) : (1.2? I. 4)；
[0010] (2)将反应液于92°C?98°C下陈化3?4天，然后抽滤除去上层液，将沉淀物于 78°C?82°C下进行干燥，再于540°C?560°C下烧结5?7小时，即得。
[0011] 步骤（1)中，所述P123为本领域公知的聚氧己締-聚氧丙締-聚氧己締S嵌段共 聚物巧〇2异〇7库〇2。）。
[0012] 步骤（1)中，所述水为本领域常规使用的水，一般为去离子水。
[0013] 步骤（1)中，所述加入盐酸的温度较佳地为38°C。
[0014] 步骤（1)中，所述盐酸为本领域常规使用的盐酸，所述的盐酸的浓度较佳地为 II. 9mol/L。
[00巧]步骤（1)中，所述TEOS即为本领域常规使用的正娃酸己醋。所述滴加的速度较佳 地为8滴/min?20滴/min。
[0016] 步骤（2)中，所述陈化的方法和条件为本领域常规的方法和条件。所述陈化的温 度较佳地为95°C。所述陈化的时间较佳地为3天。所述陈化一般在烘箱内进行。
[0017] 步骤（2)中，所述干燥的方法和条件为本领域常规的方法和条件。所述干燥的温 度较佳地为80°C。
[001引步骤（2)中，所述烧结的方法和条件为本领域常规的方法和条件。所述烧结的温 度较佳地为550°C，所述烧结的时间较佳地为6小时。
[0019] 在本发明的一较佳实施方式中，所述介孔娃酸巧儀的制备方法，其包括下述步 骤：
[0020] (1)将6. Og的P123、217g的水和6g的无水己醇混合，至溶液澄清后，于38°C下加 入17血浓度为11. 9mol/L的盐酸揽拌混合，然后将12. 9g的TE0S滴加至溶液中，揽拌至溶 液出现白色浑浊后，加入7. 3g的四水硝酸巧和7. 9g的六水硝酸儀，继续揽拌1小时，得反 应液；
[0021] (2)将反应液于95°C下陈化3天，然后抽滤除去上层液，将沉淀物于80°C下进行干 燥，再于550°C下烧结6小时，即得。
[0022] 本发明所述制备方法所制得的介孔娃酸巧儀的介孔孔径为2nm?5nm，粒径为 0. 2 ym ?1 ym。
[0023] 本发明还提供了一种由上述制备方法制得的介孔娃酸巧儀，所述介孔娃酸巧儀的 介孔孔径为2皿?5皿，所述介孔娃酸巧儀的粒径为0. 2 y m?1 y m。
[0024] 本发明还提供了一种介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合材料的制备方法，其包括下述 步骤；将原料均匀混合，得混合粉末，所述原料为所述介孔娃酸巧儀和聚離離酬；然后将所 述混合粉末和无水己醇混合，超声分散，然后于58°C?62°C下蒸发无水己醇，得到复合粉 末；采用模压法将所述复合粉末加工成型，即得；其中，所述介孔娃酸巧儀的用量占原料总 重量的20wt %?40wt %，所述聚離離酬的用量占原料总重量的60wt %?80wt %;所述聚離 離酬的粒径为10 y m?20 ym。
[0025] 其中，所述聚離離酬粉末的粒径较佳地为10 ym?15 ym。
[0026] 其中，所述混合的方法和条件可为本领域常规的方法和条件，W混合均匀为准。所 述混合较佳地在混合机中进行。
[0027] 其中，所述无水己醇的用量为常规用量，W使所述混合粉末充分分散为准。所述蒸 发无水己醇的温度较佳地为60°C。所述超声分散的时间较佳地为15min?30min。所述超 声分散的功率较佳地为60W?90W。
[002引其中，所述模压法的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述的模压法较 佳地按下述操作方法进行；将所述的混合粉末压制成型，再升温，烧结成型，即可；所述升 温的速度为rC /min?4°C /min ;所述烧结的温度为350°C?360°C;所述烧结的保温时间 为2小时?3小时，较佳地为2小时。
[0029] 本发明中，所述加工成型后得到的介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合材料的形状不 限。若所述加工成型中所用的模具为骨修复体产品的模具，则所述的介孔娃酸巧儀/聚離 離酬复合材料可直接用作骨修复体。若所述加工成型中所用的模具不是骨修复体产品的模 具，则可通过后续的加工处理操作，例如研磨、机械加工等工序，W制备所需形状的骨修复 体。
[0030] 本发明还提供了一种由上述制备方法所制得的介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合材 料。
[0031] 本发明中，所述的介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合材料为一种用介孔娃酸巧儀增强 聚離離酬的复合材料。
[0032] 本发明还提供了所述介孔娃酸巧儀/聚離離酬复合材料在骨修复体中的应用。
[0033] 其中，所述的骨修复体为脊柱骨修复体或牙种植体。所述的脊柱骨修复体也称为 椎间融合器，包括劲椎间融合器和胸/腰椎间融合器。
[0034] 本发明还提供了一种骨修复体的制备方法，其包括下述步骤；将原料均匀混合，得 混合粉末，所述原料为所述介孔娃酸巧儀和聚離離酬；然后将所述混合粉末与无水己醇混 合，超声分散，然后于58°C?62°C下蒸发无水己醇，得到复合粉末；将所述复合粉末于骨修 复体产品的模具中进行模压烧结成型，即得；其中，所述介孔娃酸巧儀的用量占原料总重量 的20wt %?40wt %，所述聚離離酬的用量占原料总重量的60wt %?80wt %;所述聚離離酬 的粒径为lO