本发明涉及一种含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料的制备方法，属于医用修复材料技术领域。
背景技术：
骨水泥材料主要应用于治疗生物体的骨骼缺陷，填补后可支撑患部以避免二度伤害。一般来说，骨水泥包含由骨骼替代材料组成的粉剂和调和用的水剂，于使用前混合使其具有流动性。流体的性质比较容易达到紧密的填充，而植入后必须在短时间内固化才能防止遭受体液破坏。当然，固化后的结构强度也必须足够支撑患部才能避免二次伤害。
骨水泥材料由于要维持结构强度，故鲜少强调孔隙度的重要性。具有孔洞的骨水泥材料，其粗糙外表面可让细胞容易贴附且内部孔洞可提供空间让细胞生长，然而孔洞的存在往往因此造成固化后骨水泥材料结构强度的减损，故开发可兼顾强度及孔隙度的骨水泥材料有其必要性。
常用于骨水泥中作为骨骼替代材料的物质包括聚合物、金属或盐类，但聚甲基丙烯酸甲酯并非一般骨骼成分，生物兼容性较天然成分差，且固化时会产生放热反应，容易对患部周围组织造成影响，因此之后便有利用骨骼类似成分为材料而开发的骨水泥。使用羟基磷灰石(骨骼重要成分之一)、磷酸三钙和磷酸四钙为主要成分，再加入生长因子帮助骨骼生长。而使用磷酸二钙和磷酸三钙当作主要成分，混合后在体内会渐渐形成羟基磷灰石。然而以上骨水泥材料硬化速率缓慢，使用后易受体液破坏而丧失强度及功能，因此进一步加入硫酸钙以帮助固化。然而由于硫酸钙无法在骨水泥植入初期就立即为生物体吸收或分解从而提供材料孔洞性质，因此容易使骨细胞不易贴附而降低疗效。如前所述，具有孔洞的骨水泥材料可让细胞容易贴附生长，进而帮助细胞间质的产生以便提高治疗效果。
近年来，人们相继研制了一系列磷酸钙骨水泥产品以适应不同人体硬组织修复的需要，目前所研制的CPC骨水泥已在临床实践中得到应用；然而磷酸盐类材料普遍存在脆性大、强度低、与新骨生长速率不匹配、植入人体后引起炎性反应等缺点，使其应用范围受到较大限制。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对磷酸盐类材料普遍存在脆性大、强度低、与新骨生长速率不匹配、植入人体后引起炎性反应等缺点的问题，提供了一种含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）将壳聚糖粉末溶于质量分数为2%乙酸溶液中，制成质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液，将质量分数为15%明胶溶液及液体石蜡均预热至50℃，得预热后的质量分数为15%明胶溶液和预热好的液体石蜡，将质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液和预热后的质量分数为15%明胶溶液混合均匀，得混合液A；
（2）按质量比1∶10将复合乳化剂加入液体石蜡中，得乳化液，按质量比1∶5将混合液A滴加到乳化液中，室温搅拌，得混合液B，将混合液B离心处理，得沉淀物，沉淀物用石油醚、乙醇和双蒸水各洗涤3遍，室温下干燥后研磨成均匀的粉末，即可得微球材料；
（3）按重量份数计，分别称取50～60份磷酸钙骨水泥粉末、10～15份CPP纤维、15～18份微球材料、7～10份球磨碳酸钙粉末、5～10份碳酸氢铵、70～90份双蒸水，将磷酸钙骨水泥粉末和双蒸水混合并搅拌均匀，得浆料，在浆料中加入CPP纤维、微球材料、球磨碳酸钙粉末和碳酸氢铵，搅拌均匀，得混合物，将混合物注入模具，发泡并干燥处理，脱模得含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料。
步骤（1）所述的质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液和预热后的质量分数为15%明胶溶液的质量比为1∶1。
步骤（2）所述的复合乳化剂为质量比1∶1的Span-80和Tween-80混合物。
步骤（2）所述的室温搅拌为在1500～2000r/min搅拌速度下，室温搅拌2～3h。
步骤（2）所述的离心处理为以离心半径7～14cm，转速1000～1500r/min离心5～10min。
步骤（3）所述的模具为直径为8mm，高12mm的不锈钢圆柱体模具。
步骤（3）所述的发泡干燥处理为置于温度为40～50℃中发泡68～72h后，取出并置于30～40℃烘箱中干燥40～48h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以明胶和壳聚糖制备了一种微球材料，明胶是骨的主要有机成分-胶原的降解产物，且无免疫原性，壳聚糖具有的生物可降解性、生物相容性，是自然界不可多得的天然高分子载体材料，使用壳聚糖微球包封药物，具有控制药物释放、延长药物疗效的作用，从而提高药物的稳定性，降低药物的不良反应，同时其自身具有抗炎作用，明胶-壳聚糖微球生物相容性好，明胶-壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥在体液环境中时，微球溶化成液体，明胶和壳聚糖会以液体状态缓慢析出，使整个支架被明胶和壳聚糖包裹，相当于在支架上增加了明胶-壳聚糖涂层，这个涂层可明显增加支架材料的细胞活性；
（2）本发明选用磷酸钙骨水泥作为基体材料，聚磷酸钙纤维作为增强材料，球磨的碳酸钙粉末作为生物活性调节剂，利用复合材料技术，制备出一种含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料，该复合材料的横截面内为三维网状、连通、微孔结构，纤维随机分布，微孔分布比较均匀，这些三维、连通、网状空间结构，能为组织细胞的生长、繁殖提供适宜的营养输送条件、空间条件及排泄交换条件，有利于骨与软骨组织发挥特定的生理功能，且强度高、植入人体后不会引起炎性反应。
具体实施方式
将壳聚糖粉末溶于质量分数为2%乙酸溶液中，制成质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液，将质量分数为15%明胶溶液及液体石蜡均预热至50℃，得预热后的质量分数为15%明胶溶液和预热好的液体石蜡，按体积比1∶1将质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液和预热后的质量分数为15%明胶溶液混合均匀，得混合液A；按质量比1∶1将Span-80和Tween-80混合均匀，得复合乳化剂；按质量比1∶10将复合乳化剂加入液体石蜡中，得乳化液，按质量比1∶5将混合液A滴加到乳化液中，在1500～2000r/min搅拌速度下，室温搅拌2～3h，得混合液B，将混合液B以离心半径7～14cm，转速1000～1500r/min离心5～10min，得沉淀物，沉淀物用石油醚、乙醇和双蒸水各洗涤3遍，室温下干燥后研磨成均匀的粉末，即可得微球材料；按重量份数计，分别称取50～60份磷酸钙骨水泥粉末、10～15份CPP纤维、15～18份微球材料、7～10份球磨碳酸钙粉末、5～10份碳酸氢铵、70～90份双蒸水，将磷酸钙骨水泥粉末和双蒸水混合并搅拌均匀，得浆料，在浆料中加入CPP纤维、微球材料、球磨碳酸钙粉末和碳酸氢铵，搅拌均匀，得混合物，将混合物注入直径为8mm，高12mm的不锈钢圆柱体模具，置于温度为40～50℃中发泡68～72h后，取出并置于30～40℃烘箱中干燥40～48h，脱模得含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料。
实例1
将壳聚糖粉末溶于质量分数为2%乙酸溶液中，制成质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液，将质量分数为15%明胶溶液及液体石蜡均预热至50℃，得预热后的质量分数为15%明胶溶液和预热好的液体石蜡，按体积比1∶1将质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液和预热后的质量分数为15%明胶溶液混合均匀，得混合液A；按质量比1∶1将Span-80和Tween-80混合均匀，得复合乳化剂；按质量比1∶10将复合乳化剂加入液体石蜡中，得乳化液，按质量比1∶5将混合液A滴加到乳化液中，在1500r/min搅拌速度下，室温搅拌2h，得混合液B，将混合液B以离心半径7cm，转速1000r/min离心5min，得沉淀物，沉淀物用石油醚、乙醇和双蒸水各洗涤3遍，室温下干燥后研磨成均匀的粉末，即可得微球材料；按重量份数计，分别称取50份磷酸钙骨水泥粉末、10份CPP纤维、15份微球材料、7份球磨碳酸钙粉末、5份碳酸氢铵、70份双蒸水，将磷酸钙骨水泥粉末和双蒸水混合并搅拌均匀，得浆料，在浆料中加入CPP纤维、微球材料、球磨碳酸钙粉末和碳酸氢铵，搅拌均匀，得混合物，将混合物注入直径为8mm，高12mm的不锈钢圆柱体模具，置于温度为40℃中发泡68h后，取出并置于30℃烘箱中干燥40h，脱模得含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料。
实例2
将壳聚糖粉末溶于质量分数为2%乙酸溶液中，制成质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液，将质量分数为15%明胶溶液及液体石蜡均预热至50℃，得预热后的质量分数为15%明胶溶液和预热好的液体石蜡，按体积比1∶1将质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液和预热后的质量分数为15%明胶溶液混合均匀，得混合液A；按质量比1∶1将Span-80和Tween-80混合均匀，得复合乳化剂；按质量比1∶10将复合乳化剂加入液体石蜡中，得乳化液，按质量比1∶5将混合液A滴加到乳化液中，在1750r/min搅拌速度下，室温搅拌2.5h，得混合液B，将混合液B以离心半径11cm，转速1250r/min离心8min，得沉淀物，沉淀物用石油醚、乙醇和双蒸水各洗涤3遍，室温下干燥后研磨成均匀的粉末，即可得微球材料；按重量份数计，分别称取55份磷酸钙骨水泥粉末、13份CPP纤维、16份微球材料、9份球磨碳酸钙粉末、7份碳酸氢铵、80份双蒸水，将磷酸钙骨水泥粉末和双蒸水混合并搅拌均匀，得浆料，在浆料中加入CPP纤维、微球材料、球磨碳酸钙粉末和碳酸氢铵，搅拌均匀，得混合物，将混合物注入直径为8mm，高12mm的不锈钢圆柱体模具，置于温度为45℃中发泡70h后，取出并置于35℃烘箱中干燥44h，脱模得含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料。
实例3
将壳聚糖粉末溶于质量分数为2%乙酸溶液中，制成质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液，将质量分数为15%明胶溶液及液体石蜡均预热至50℃，得预热后的质量分数为15%明胶溶液和预热好的液体石蜡，按体积比1∶1将质量分数为1.5%壳聚糖-乙酸溶液和预热后的质量分数为15%明胶溶液混合均匀，得混合液A；按质量比1∶1将Span-80和Tween-80混合均匀，得复合乳化剂；按质量比1∶10将复合乳化剂加入液体石蜡中，得乳化液，按质量比1∶5将混合液A滴加到乳化液中，在2000r/min搅拌速度下，室温搅拌3h，得混合液B，将混合液B以离心半径14cm，转速1500r/min离心10min，得沉淀物，沉淀物用石油醚、乙醇和双蒸水各洗涤3遍，室温下干燥后研磨成均匀的粉末，即可得微球材料；按重量份数计，分别称取60份磷酸钙骨水泥粉末、15份CPP纤维、18份微球材料、10份球磨碳酸钙粉末、10份碳酸氢铵、90份双蒸水，将磷酸钙骨水泥粉末和双蒸水混合并搅拌均匀，得浆料，在浆料中加入CPP纤维、微球材料、球磨碳酸钙粉末和碳酸氢铵，搅拌均匀，得混合物，将混合物注入直径为8mm，高12mm的不锈钢圆柱体模具，置于温度为50℃中发泡72h后，取出并置于40℃烘箱中干燥48h，脱模得含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料。
将本发明制备的含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料及上海某公司生产的普通磷酸盐类材料进行检测，具体检测结果如下表表1：
检测方法：
抗压强度测定：将骨水泥浆体填入Φ10mm×5mm的模具中，0.5h后取出，置于37℃水浴锅中养护72h，利用万能力学试验机进行测试，载荷900N，加压速度为1mm/min，计算抗压强度，各组分骨水泥均采用5个平行样，计算结果取平均值；
固化时间测定：运用类似吉尔摩针压痕法来测定各骨水泥试样的固化时间，实验重复5次；
抗菌性能检测：将含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料制成Φ5mm×2mm的圆柱体，购自ATCC的大肠杆菌(35218)和金黄色葡萄球菌(25923)作为菌种，采用平板抑菌圈法测试各试样的抑菌性能，实验重复3次。
表1含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料性能表征
由表1可知本发明制备的含CPP纤维的磷酸盐骨水泥复合材料，抗压强度高，生物相容性好，抑菌性能优异，具有广阔的市场价值和应用前景。