一种提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须制备方法

本发明涉及医用生物材料，具体涉及一种提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须制备方法。

背景技术：

1、传统骨缺损片段的治疗手段包括自体骨移植、异体骨移植、异种骨移植，然而三种手段均存在一定的局限性。自体骨移植虽然具有天然的生物相容性，但存在对个体创伤大以及费用高昂的缺陷；异体骨移植一般从尸体中提取，存在供体少以及易产生免疫原性的缺陷；而异种骨一般属于非人类的骨组织，存在病毒感染以及绝育的风险。目前，人工合成骨凭借消除病毒传播和减少二次手术的优点备受关注。其中磷酸钙陶瓷因具有与人体骨相似的成分以及优异的生物相容性成为研究人员的重点研究对象。但磷酸钙陶瓷仍存在力学性能不足、降解速率于骨再生速率不匹配的严重缺陷，因此在保证生物相容性的同时，提高材料的强度和韧性并改善降解速率是研究人员亟待解决的问题。

2、羟基磷灰石晶须（haw）作为磷酸钙陶瓷的一种，因化学成分于天然骨成分相似以及促进成骨的能力，在骨修复领域具有独特优势；而上述力学性能不足与降解速率不匹配仍是磷酸钙陶瓷难以解决的通病。金属离子掺杂作为一种高效的结构与性能改性策略，通过将具有特定改性功能的金属离子（如参与骨生成的mg2+、sr2+、具备催化或抗菌性能的fe3+、ce3+等）取代haw晶格中的ca2+，可在不破坏其晶格的前提下，实现对其晶格参数、结晶形貌、力学性能以及降解速率的精准调控。因此通过金属离子掺杂羟基磷灰石晶须以提升骨修复材料性能是新的研究方向。然而不同金属离子的离子半径、电荷价态、体内生物活性差异显著，改性效果无统一规律，离子适配体系、最优工艺需针对性进行开发预研究。

3、因此，有必要提出一种提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须制备方法以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须制备方法，以解决现有骨修复材料力学性能差、降解与成骨再生速率不匹配、干细胞诱导分化能力不足的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将乙酰胺溶于超纯水中，制得乙酰胺溶液；

5、(2)按照设定的摩尔比称取钙盐、金属锶盐和磷酸源，并依次溶于步骤(1)所述的乙酰胺溶液中，搅拌并分散均匀，得到均匀混合的前驱液；

6、(3)向步骤(2)所得前驱液中加入酸液，调节ph值至酸性，得到酸化后的前驱液；

7、(4)将步骤(3)所得酸化后的前驱液进行水热合成反应，反应结束后收集沉淀物，经陈化、洗涤、抽滤和干燥，得到提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须复合材料。

8、优选地，步骤(1)中，所述乙酰胺溶液的浓度为0.8～1mol/l。

9、优选地，步骤(2)中，所述钙盐和金属锶盐的总摩尔量与磷酸源的摩尔量之比为1.60～1.70:1；所述钙盐与金属锶盐的摩尔量之比为0.01～0.02：0.0005～0.0015。

10、优选地，步骤(2)中，所述钙盐为四水硝酸钙或氯化钙；所述金属锶盐为硝酸锶或氯化锶；所述磷酸源为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵。

11、优选地，步骤(2)中，所述搅拌的时间为10～30min；所述分散为超声分散，超声时间为4～6min，超声频率为40～50khz。

12、优选地，步骤(3)中，所述酸液为浓度0.1～1mol/l的稀硝酸或稀盐酸，调节后溶液的ph值为2～3；由于稀酸溶液具有强挥发性，因此搅拌和超声的实验环境并须保证在通风橱中进行，同时实验人员必须穿戴耐酸性手套、口罩和护目镜。

13、优选地，步骤(4)中，所述水热合成反应的条件为：反应温度150～180℃，反应压强2～4mpa，反应时间4～6h；所述陈化的时间为20～30h；所述洗涤使用超纯水洗涤至产物呈中性；所述干燥是在60℃的温度下干燥10h。

14、本发明还提供一种所述方法制备得到的提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须复合材料。

15、本发明还提供一种所述的改性羟基磷灰石晶须复合材料在制备骨修复材料中的应用。

16、优选地，所述骨修复材料用于促进大鼠间充质干细胞的成骨分化。

17、本发明的有益效果是：

18、1、本发明制备的锶离子sr2+掺杂羟基磷灰石晶须，在保证羟基磷灰石晶须不变且截面是六方结构的情况下，使其晶体结构稳定、强度和韧性得以提升，满足皮质骨力学性能实际要求。

19、2、本发明制备的金属离子锶掺杂羟基磷灰石晶须，在保证细胞低毒性以及稳定离子释放浓度的同时，显著改善纳米羟基磷灰石晶须对大鼠间充质干细胞rbmscs的分化能力，促进成骨活性；

20、3、本发明采用的水热合成法工艺流程操作简单，具有广阔的应用前景。通过水热反应实现锶元素均匀掺杂于羟基磷灰石晶格内，获得的产物纯度高且掺杂均匀；通过eds表征证实，锶元素在晶须内部均匀分布，无独立锶化合物杂相生成；且xrd、tem测试表明，锶离子取代晶格钙离子引发晶格膨胀，改性效果稳定可控。

1.一种提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙酰胺溶液的浓度为0.8～1mol/l。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钙盐和金属锶盐的总摩尔量与磷酸源的摩尔量之比为1.60～1.70:1；所述钙盐与金属锶盐的摩尔量之比为0.01～0.02：0.0005～0.0015。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钙盐为四水硝酸钙或氯化钙；所述金属锶盐为硝酸锶或氯化锶；所述磷酸源为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的时间为10～30min；所述分散为超声分散，超声时间为4～6min，超声频率为40～50khz。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸液为浓度0.1～1mol/l的稀硝酸或稀盐酸，调节后溶液的ph值为2～3。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述水热合成反应的条件为：反应温度150～180℃，反应压强2～4mpa，反应时间4～6h；所述陈化的时间为20～30h；所述洗涤使用超纯水洗涤至产物呈中性；所述干燥是在60℃的温度下干燥10h。

8.一种由权利要求1-7任一项所述方法制备得到的提升骨传导成骨活性的改性羟基磷灰石晶须复合材料。

9.一种如权利要求8所述的改性羟基磷灰石晶须复合材料在制备骨修复材料中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述骨修复材料用于促进大鼠间充质干细胞的成骨分化。