申请/专利权人：重庆润泽医药有限公司

申请日：2017-02-17

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108452386B

主分类号：A61L27/56(20060101)

分类号：A61L27/56(20060101);A61L27/12(20060101);A61L27/06(20060101);A61L27/04(20060101);C04B38/00(20060101);C04B38/06(20060101);B22F3/11(20060101);B22F1/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.09.21#实质审查的生效;2018.08.28#公开

摘要：本发明公开了一种医用多孔材料，包括材料本体，所述材料本体包括孔及围成孔的腔壁，其中所述孔是贯通的，且在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在材料本体内是连通的，所述通道截面积为所述腔壁外壁截面积的20%‑60%，所述腔壁上至少有一种比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔及腔壁内的所述通道贯通，该多孔材料的黏性渗透系数大于0.52×10‑9m2，该种多孔材料使得有充足的组织液、细胞从多孔材料表面通畅、快速到达多孔材料的深处，并通过贯通的腔壁上的更小的孔到达腔壁的各部位，实现细胞、组织液在多孔材料整体的快速、均匀分布，有利于骨再生。

主权项：1.一种多孔材料，包括材料本体，所述材料本体包括孔及围成孔的腔壁，其中所述孔是贯通的，其特征在于：在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在材料本体内是连通的，所述通道截面积为所述腔壁外壁截面积的20%-60%，所述腔壁上至少有一种比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔及腔壁内的所述通道贯通，该多孔材料的黏性渗透系数大于0.52×10-9m2；其中所述由腔壁围成的孔的孔径为300μm-600μm，所述腔壁内部贯通的通道等效直径为30μm-80μm，且所述腔壁上的比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔的孔径为40μm以下。

全文数据：一种多孔材料技术领域[0001]本发明涉及多孔材料，特别涉及一种用于医用植入的多孔材料。背景技术_2]人類人老龄化社会步倾步減，顺臟人材_需雜細高。由于实体材料如金属、陶瓷等其弹性模量远高于自然骨，植入体内后容易产生应力遮挡效应，使得植入物松动，脱落，影响植入物的稳定性。研究表明，材料的结构特性能明显影响新骨长入的速度，对植入材料进行多孔设计，不仅保留了原材料优良的机械强度等性能"还可以通过调整孔径大小和孔隙率来改变材料的弹性模量，使其与自然骨相匹配。因此，多骨植入物越来越多地被应用于临床。[0003]目前研宄较多的医用植入材料有羟基磷灰石、磷酸三钙及其复合材料，多孔钛钛合金及其复合材料，多孔聚乙烯及其复合材料及含钙的化合物复合材料，还有近年来已有临床报道的多孔钽、多孔银等。另外还有壳聚糖支架、多孔氧化铝陶瓷、多孔不镑钢、多孔丙烯酸水泥、多孔珊瑚、多孔碳酸盐磷灰石等。[0004]、尽官人们对多孔医用植入材料进行了大量研究，但目前其骨生长能力及效果仍不理想，M规的多孔材料植入体，其结构为单一孔隙结构，存在着组织液流动不畅，细胞不易到达植入体深处，内部细胞不均匀等问题，甚至会造成部分细胞死亡，骨生长不完全、不均匀，影响了骨组织再生。[0005]发明内容：本发明的目的是提供一种再生效果好的医用多孔材料。[0006]本发明目的通过如下技术方案实现：、一种多孔材料，包括材料本体，所述材料本体包括孔及围成孔的腔壁，其中所述孔是贯通=，且在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在材料本体内是连通的，所述通道截面积为所述腔壁外壁截面积的20%-60%，所述腔壁上至少有一种比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的?L，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔及腔壁内的所述通道贯通，该多孔材料的黏性渗透系数大于0.MX1r9m2,腔壁内贯通的通道有助于组织细胞从多孔材料表面快速到达多孔材料的深处，并通过贯通的腔壁上的更小的孔到达腔壁的各部位，该通道还具有毛细作用，从而对组织液有吸力，有助于组织液流动与细胞迀移，贯通的腔壁上的更小的孔进一步增强了这种毛细作用，而且本发明所述的多孔材料还能保证材料强度，并有充足的组织液传输与细胞迀移。[0007]进一步说，本发明所述的多孔材料，由腔壁围成的孔的孔径为lOOwn-lOOOwn，该种孔径有助于骨组织长入。孔径为300um-600wn的孔使骨组织长入效果更佳。[0008]进一步说，本发明所述的多孔材料，所述腔壁内部贯通的通道等效直径为30wn-8〇wn，通道等效直径是指通道截面积按照圆面积折算的直径。t〇〇〇9]进一步说，本发明所述的多孔材料，腔壁上的比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔的孔径为40wn以下，这样的多孔材料更有助于组织液、细胞流过及细胞的寄居、黏附。[0010]进一步说，本发明所述的多孔材料，所述腔壁上的孔结构是以材料孔径大小进行分级的多级孔结构，其分级级数至少两级，上级大孔腔的腔壁上设置下级小孔腔，同级孔均相互贯通，且各级孔相互间也彼此贯通，采用多级孔结构的腔壁既有助于组织液I细胞流过及细胞的寄居、黏附，又增大了材料的比表面积，有助于承载更多的药物与生长因子，使得本发明所述的多孔材料的骨再生效果更佳。7[0011]进一步说，本发明所述的多孔材料，所述腔壁上的孔结构是按材料孔径大小分为两级的二级孔结构，最小级孔的孔径小于1ym，所述多孔材料的黏性渗透系数大于i.55x10_9m2,它可显著增大材料的比表面积，承载大量的药物与生长因子，并特别有助于细胞的黏附；所述最小级孔上一级孔更有利于细胞的寄居，其渗透性更佳，更有利于组织液的传输，细胞的迀移。[0012]本发明的有益效果：本发明提供的多孔材料，在腔壁内部设置有贯通的通道，所有通道在整个材料本体内是连通的，在腔壁上设置至少有一种比由腔壁围成的所述孔更小的孔，使该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔、及腔壁内的所述通道贯通，这种结构的多孔材料使得组织液、细胞有运动通道，能够顺畅、更快地到达多孔材料的深处，该种多孔材料还具有毛细作用，更加速了组织液、细胞的流动，可以到达腔壁的各部位，而且强大的毛细作用，实现细胞、组织液在多孔材料整体的快速、均匀分布，有利于细胞寄居、黏附，并能贝二存大量生长因子与药物，本发明所述的多孔材料还保证了材料强度，也保证了有充足的组织液及细胞传输，特别有利于骨再生。附图说明[0013]下面将结合附图与实施例对本发明作进一步阐述。[0014]图1为本发明多孔材料腔壁结构单元示意图；图2为图1的A向视图。具体实施方式[0015]下面结合附图对本发明的具体实施方式作说明，实施方式以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施方式。[0016]图1、图2中，1多孔材料中围成孔的腔壁，2为多孔材料中围成孔的腔壁中的通道，3为多孔材料围成孔的腔壁上的孔，该孔通过贯通部4与其他孔或通道贯通。[0017]图2中，外轮廓线围成的截面的面积即为所述腔壁外壁截面积。[0018]实施例丄本实施例的多孔材料为多孔磷酸三钙，包括材料本体，材料本体包括孔及围成孔的腔壁、，所述孔是贯通的，孔径为100pm—6〇〇iim，在所述腔壁内部有贯通的通道，所有通道在整个材料本体内是连通的，所述腔壁上有一种比由腔壁围成的所述孔孔径更小的孔，该孔径为丄Wny20wn，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔、腔壁上的所述通道贯通。所述腔壁内部贯通的通道等效直径为2〇Wm—4〇tlm，通道等效直径是指通道截面积按照圆面积折算的直径。该多孔磷酸三钙制备方法如下：1取0_4gli浴胶，加入60ml蒸馏水中，加热至150°C，使硅溶胶完全溶解，将粒径为50nm的原料粉磷酸三钙粉30g，粒径为2wn-26wn的造孔剂萘粉9g，粒径为10um的羟甲基纤维素钠0_4g，加入硅溶胶与蒸馏水的混合溶液中，用磁力搅拌器在500rpm_600rpm下搅拌30min，同时超声分散，制成浆料。[0019]⑵制备聚氨酯泡沫，其孔为，孔是贯通的，棱直径为25wn—5_，将其剪裁为40圓X35mraX15mra，用15%的NaOH溶液浸泡聚氨酯泡沫并挤压，使其浸透，浸泡5小时，然后，施加超声处理lOmin，频率为40KHz，取出聚氨酯泡沫，反复揉搓并用蒸馏水冲净，晾干后放入1%的羧甲基纤维素溶液浸泡I5分钟，取出晾干，然后用等离子处理仪对聚氨脂泡沫进行表面处理，其中真空度取20Pa，功率取960W、处理时间为5min。[0020]3将聚氨酯泡沫浸入1中制备的浆料，使聚氨酯泡沫的棱挂满浆料，并反复挤压，使浆料均匀挂在聚氨酯泡沫的棱上，并将多余的浆料挤出，使挂浆总重在3.5g-4.5g之间。将聚氨酯泡沫在室温（19°C-26。〇下放置24h，在真空干燥箱中6TC下干燥3h，然后放入真空炉中，真空度取10—3-lT4Pa，以2t：min的加热速度加热至20TC，再以1.5°Cmin的加热速度加热至3〇〇°C，再以l°Cmin的加热速度加热至40TC，再以2°Cmin的加热速度加热至600°C，保温2h。[0021]4烧结在上述真空炉中保持真空度l〇_4Pa，以的加热速度加热至70TC，保温lh，再以2°Cmin的加热速度加热至1150°C，保温3h，然后随炉冷却，再进行常规的后续热处理，gp制得本实施例的多孔磷酸三钙。[0022]按照GBT31930-2015用Instron8801电液伺服疲劳试验机进行压缩试验，样品取①4mmX6臟，试验温度26°C，测得压缩强度为3.74MPa。[0023]将试样制备一平面，采用FEINovaNanoSEM400场发射扫描电镜观察多孔磷酸三钙试样平面上腔壁截面上通道，随机取5个，分别测量通道截面积及外壁截面积，并计算两者比值，结果为：20•4%，23.5%，25.2%，27.7%，29.6%。[0024]按照GBT5250-2014用蒸镏水进行渗透性测试，测得该多孔磷酸三钙的黏性渗透系数为〇.53XlT9m2。[0025]该多孔磷酸三钙可用作骨植入体。[0026]实施例2本实施例的多孔材料为多孔羟基磷灰石，包括材料本体，该材料本体包括孔及围成孔的腔壁，所述孔是贯通的，孔径为500i4m-800iim，在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在整个材料本体内是连通的，所述腔壁上至少有一种比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔，该孔径为lOwiHBOwn，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔、腔壁内的所述通道贯通，所述腔壁内部贯通的通道的等效直径为40M1-60M1，制备方法参照实施例1，其中，挂浆重量为3g-4g，真空烧结时，以3rmin的加热速度加热至120TC，保温3h，然后以3°Cmin的降温速度冷却至室温。[0027]按照GBT31930-2015用Instron8801电液伺服疲劳试验机进行压缩试验，样品取①4mmX6麵，试验温度26°C，测得压缩强度为3.25MPa。[0028]将试样制备一平面，采用FEINovaNanoSEM400场发射扫描电镜观察多孔羟基磷灰石试样平面上腔壁截面上通道，随机取5个，分别测量通道截面积及外壁截面积，并计算两者比值，结果为：32•4%，35•1%，39.7%，36.4%，37.5%。[0029]按照GBT525〇-2014用蒸馏水进行渗透性测试，测得该多孔羟基磷灰石的黏性渗透系数为0.76X10—9m2。[0030]该多孔羟基磷灰石可用作骨植入体。[0031]实施例3本实施例的多孔材料为多孔钛，包括材料本体，该材料本体包括孔及围成孔的腔壁，所述孔是贯通的，孔径为7〇〇Wn-lOOOwn，在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在整个材料本体内是连通的，所述腔壁上至少有一种比由腔壁围成的所述孔孔径更小的孔，该孔径为20M1-40mi，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔、腔壁内的所述通道贯通，所述腔壁内部贯通的通道的等效直径为60M1-80W11，制备方法参照实施例1，其中，挂浆重量为5g_6.5g，真空烧结时，保持真空度i〇-4Pa，以5-Cmin的加热速度加热至1000°C，保温lh，再以:TCmin的加热速度加热至136TC，保温3h，然后以3°Cmin的降温速度冷却至室温，再进行常规的后续热处理。[0032]按照GBT3193〇-2015用Instron8801电液伺服疲劳试验机进行压缩试验，样品取①4mmX6mm，试验温度26°C，测得压缩强度为11•4MPa，弹性模量为1.05GPa。[0033]将试样制备一平面，采用FEINovaNanoSEM400场发射扫描电镜观察多孔钛试样平面上腔壁截面上通道，随机取5个，分别测量通道截面积及外壁截面积，并计算两者比值，结果为：41•5%，43.2%，45.1%，47.6%，48.7%。[0034]按照GBT5250-2014用蒸馏水进行渗透性测试，测得该多孔钛的黏性渗透系数为1.34X10-V。[0035]该多孔钛可用作骨植入体。[0036]实施例4本实施例的多孔材料为多孔铌，包括材料本体，该材料本体包括孔及围成孔的腔壁，所述孔是贯通的，孔径为300wn-600wii，在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在整个材料本体内是连通的，腔壁上有两级比由腔壁围成的所述孔更小的孔，同级孔均相互贯通，且各级孔相互间也彼此贯通，其中腔壁上的一级孔孔径为l〇um—2〇]im，该两级更小的孔也与由腔壁围成的所述孔、腔壁内的所述通道贯通。在围成孔径为l〇jam-2〇um孔的腔壁上还有更小的孔，即最小级孔，其孔径为40〇nm-700nm，所述腔壁内部贯通的通道的等效直径为40wn-70wn，制备方法如下1取0.4g硅溶胶，加入6〇ml蒸馏水中，加热至丨如^，使硅溶胶完全溶解，取粒径为50nm的原料银粉82g，粒径为5〇〇nm-850nm的造孔剂聚甲基丙炼酸甲酯1•5g，粒径为13ym-25wn的造孔剂聚乙烯缩丁醛7.5g，粒径为10wn的聚丙烯酸胺〇•%，加入硅溶胶与蒸馏水的混合溶液中，用磁力搅拌器在500rpm-600rpm下搅拌3〇min，同时超声分散，制成浆料。[0037]2制备聚氨酯泡沫，其孔为390um-77〇wn，孔是贯通的，棱直径为50wn-90_，将其剪裁为35mmX40mmX15mm，用10%的NaOH溶液浸泡聚氨酯泡沫并挤压，使其浸透，浸泡8小时，然后，施加超声处理12min，频率为40KHz，取出聚氨酯泡沫，用蒸馏水清洗1〇分钟，用纸巾挤压聚氨酯泡沫，去掉多余的水，放入炉中，60°C下干燥。[0038]3将聚氨酯泡沫浸入（1中制备的浆料，使聚氨酯泡沫的棱挂满浆料，并反复挤压，使浆料均匀挂在聚氨酯泡沫的棱上，使挂浆重量为6.5g—8.5g，将多余的浆料挤出。将聚氨酯泡沫在室温（191:-261下放置24h，然后放入真空炉中，真空度取10_3-lT4Pa，以2°Cmin的加热速度加热至200°C，再以1.5°Cmin的加热速度加热至30TC，再以l°Cmin的加热速度加热至400°C，再以2°Cmin的加热速度加热至600°C，保温2h。[OO39]4在上述真空炉中保持真空度l〇_4Pa，以HTCmin的加热速度加热至850°C，保温lh，再以15°Cmin的加热速度加热至1250°C，保温lh，再以UTCmin的加热速度加热至1780°C，保温3h，再以15°Cmin的冷却速度冷却至1250°C，保温lh，再以20°Cmin的冷却速度冷却至70TC，保温2h，然后随炉冷却至室温，再进行常规的后续热处理，即制得本实施例的多孔铌。[0040]按照GBT31930-2015用Instron8801电液伺服疲劳试验机进行压缩试验，样品取①4mmX6mm，试验温度26°C，测得压缩强度为25.3MPa，弹性模量为1.37GPa。[0041]将试样制备一平面，采用FEINovaNanoSEM400场发射扫描电镜观察多孔铌试样平面上腔壁截面上通道，随机取5个，分别测量通道截面积及外壁截面积，并计算两者比值，结果为：51•2%，52•5%，54•1%，57.6%，59.3%。[0042]按照GBT5250-2〇14用蒸馏水进行渗透性测试，测得该多孔锯的黏性渗透系数为1.57X10-9m2。[OO43]用本实施例的制备方法将多孔银制备成10mmX10mmX60mm的样品，在25°C下竖直浸入一杯中，杯中有MEM培养液，培养液中加入小鼠成骨组织细胞MC3T3-E1，细胞悬液密度为IX105ml，多孔铌浸入培养液深度为10mm，浸入后发现，在毛细力作用下，培养液仅用35秒就到达多孔铌顶部，三天后观察，细胞均匀布满在多孔铌腔壁表面。[0044]将本实施例制备的多孔铌制成O6X8mm大小的颗粒，经Y-射线消毒后密封包装。选取6-8月龄成年新西兰大白兔3只，雌雄不限，体重2.5-3Kg，麻药选用戊巴比妥，按30mgKg体重计算总量，用0•9%的生理盐水将其配制成浓度1%的溶液，由耳缘静脉缓慢静推麻醉。手术前，股骨远端内外侧分别用0•5%的利多卡因逐层浸润麻醉至骨膜。麻醉成功后，先在腹腔注射庆大霉素4万单位，将实验动物仰卧固定于手术台上，取膝关节外侧直切口，长3cm，依次切开皮肤、皮下，沿切口方向分离股外侧肌，暴露股骨远端外侧，避免剥离骨膜，取股骨外上髁上方2mm为进针点，用直径2mm克氏针钻孔定位后，用6•2mm钻头钻孔，深度穿透对侧皮质。用生理盐水冲洗创面，将上述多孔铌颗粒塞入，再次用生理盐水冲洗创面，分层缝合股外侧肌及皮肤。术后笼养，允许患肢负重。术后3天每天用络合碘消毒伤口，并腹腔注射庆大霉素4万单位。术后I2周处死，取下植入多孔铌的股骨，尽量去除表面的软组织，将试验材料固定、包埋、切片，片厚4^11，6〇111161'’3三色染色法观察多孔铌内部新生骨情况。观察结果表明，本实施例制备的多孔铌术后I2周骨组织全部长满多孔铌孔隙体积，且分布均匀。

权利要求：1.一种多孔材料，包括材料本体，所述材料本体包括孔及围成孔的腔壁,其中所述孔是贯通的，其特征在在腔壁内部有贯通的通道，所有通道在材料本体内是连通的，所述通道截面积为所述腔壁外壁截面积的2〇%-60%，所述腔壁上至少有一种比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔，该种更小的孔既与腔壁上其它的孔贯通，也与由腔壁围成的所述孔及腔壁内的所述通道贯通，该多孔材料的黏性渗透系数大于〇.52X10_9m2。2.如权利要求1所述的多孔材料，其特征在于：所述由腔壁围成的孔的孔径为1〇〇11111-1000um〇3.如权利要求1所述的多孔材料，其特征在于:所述由腔壁围成的孔的孔径为3〇〇iim-600um〇4.如权利要求1至3任一权利要求所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁内部贯通的通道等效直径为30wn-80_。5.如权利要求1至3任一权利要求所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁上的比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔的孔径为40um以下。6.如权利要求4所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁上的比由腔壁围成的所述孔的孔径更小的孔的孔径为40wii以下。7.如权利要求1至3、6任一权利要求所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁上的孔结构是以材料孔径大小进行分级的多级孔结构，其分级级数至少两级，上级大孔腔的腔壁上设置下级小孔腔，同级孔均相互贯通，且各级孔相互间也彼此贯通。8.如权利要求4所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁上的孔结构是以材料孔径大小进行分级的多级孔结构，其分级级数至少两级，上级大孔腔的腔壁上设置下级小孔腔，同级孔均相互贯通，且各级孔相互间也彼此贯通。’9.如权利要求5所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁上的孔结构是以材料孔径大小进行分级的多级孔结构，其分级级数至少两级，上级大孔腔的腔壁上设置下级小孔腔，同级孔均相互贯通，且各级孔相互间也彼此贯通。’10.如权利要求7至9任一权利要求所述的多孔材料，其特征在于:所述腔壁上的孔结构是按材料孔径大小分为两级的二级孔结构，最小级孔的孔径小于lwn，所述多孔材料的^伸渗透系数大于1.55X10—V。

百度查询： 重庆润泽医药有限公司 一种多孔材料

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD