一种用于骨修复的生物复合材料的制备方法

摘要

一种生物复合材料的制备方法，将硝酸钙、磷酸氢加入蒸馏水中溶解，在溶液中加入尿素，用微波合成真空干燥，研磨得HA粉；将碳纤维置于硝酸中氧化，再用H2O2浸泡干燥；将甲基丙烯酸甲酯单体与过氧化苯甲酰混合制备MMA溶液；将聚乙烯吡咯烷酮，处理后的碳纤维与蒸馏水配成混合溶液，超声分散，向溶液中滴加MMA混合液进行悬浮聚合；将HA粉、卵磷脂混合均匀后，加入氯仿，超声分散制成悬浊液；将合成的悬浮聚合物移入悬浊液中，挥发溶剂，装模，固化，然后在压力机上冷压，聚合即可得到生物复合材料。本发明制备的复合材料弯曲强度为130MPa，比单一PMMA提案高了30％，满足人体皮质骨的弯曲强度指标(120～210MPa)，可以用于人体部分长骨或大块骨的替代和修复。

主权项

一种用于骨修复的生物复合材料的制备方法，其特征在于：1)纳米羟基磷灰石(HA)的制备首先，取纯度为99％的硝酸钙Ca(NO3)2·4H2O和磷酸氢二铵(NH4)2HPO4按Ca∶P＝1.67～2.5∶1的摩尔比混合，然后加入蒸馏水溶解，使溶液中Ca2+离子的浓度为0.01～0.5mol/L，在溶液中按照尿素(H2NCONH2)∶(硝酸钙Ca(NO3)2·4H2O+磷酸氢二铵(NH4)2HPO4)＝5～12∶1的质量比加入尿素，搅拌均匀，用微波合成反应仪在50～80℃，搅拌速度为300～500r/min的条件下，微波合成10～20min；然后将悬浮液过滤洗涤，先用蒸馏水洗涤3次，再用无水乙醇清洗3次，将过滤出来的物料放入真空干燥箱中于90～120℃下烘干，最后将所得HA粉体进行研磨，过200～300目筛备用；2)碳纤维的分散和表面处理将长度为1～6mm的碳纤维置于质量浓度为63％的硝酸中在60℃氧化4～7h，用蒸馏水洗涤后，再用质量浓度为30％的H2O2浸泡30～60min后，在120℃下干燥2～5h备用；3)复合材料的制备(1)量取30ml甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体，然后向甲基丙烯酸甲酯单体中加入其质量1％～2％的过氧化苯甲酰搅拌均匀，配成MMA混合溶液备用；(2)分别称量0.15～6g的聚乙烯吡咯烷酮，0.15～3g的步骤2)中处理的碳纤维，30～150ml的蒸馏水配成混合溶液，在室温，频率为40KHz，进行超声分散，待碳纤维完全分散后，向溶液中滴加上述配置的MMA混合液，在水浴温度为65～90℃条件下进行悬浮聚合，反应30～60min后，将产物转入烧杯中待用；(3)称取0.15～3g的HA粉，然后加入HA粉质量20～40％的卵磷脂混合均匀后，加入30～60ml纯度为99％的氯仿，在室温，工作频率为40KHz条件下，超声分散10～30min，制成悬浊液备用；(4)将步骤(2)合成的产物移入步骤(3)的悬浊液中，强烈搅拌，待其完全溶解后，挥发溶剂，装模，在室温下固化5～7h，然后在压力机上以8～15MPa的压力冷压6～12h，最后在40～90℃下，聚合4～10h即得到用于骨修复的生物复合材料。