本發明屬于可植入醫用材料技術領域，具體涉及一種骨骼內固定材料的制備方法。
背景技術：
隨著社會經濟發展與人口老齡化，骨科創傷患者逐年增加。目前，金屬制品仍然是臨床應用最為廣泛的骨折固定物；然而，金屬內固定物存在一系列應用缺陷，如：（1）金屬內固定物強度遠大于皮質骨，產生應力遮擋，不利于骨折愈合；（2）金屬內固定會干擾ct與核磁共振成像，影響術后觀察；（3）金屬內固定物通常需要二次手術取出，存在手術風險和感染等一系列并發癥的風險，給患者帶來心理恐懼和額外病痛，臨床應用發現，與傳統金屬內固定物相比，可吸收內固定材料在生物力學性能、組織相容性、降解性能和術后影像學檢查等方面均優于金屬材料，對骨折創傷病患的治療和預后大有裨益，在骨科臨床應用領域得到迅速發展。合理應用可吸收生物內固定材料，必定能為國家、為患者降低醫療負擔，同時產生良好的經濟效益。
機體對內固定植入材料要求非常嚴格，應從其力學性能及生物學相容性方面考慮。一般認為，良好的內固定材料應具備以下幾個條件：（1）具有良好的力學性能，如較高的拉伸強度、壓縮強度、剪切強度及較好的耐疲勞性、與骨相近的彈性模量等，可根據不同的骨質、骨骼形狀和彎曲度進行調整。（2）材料無毒、無熱源反應、不致癌、不致畸、不引起過敏反應或干擾肌體的免疫機制，溶出物及可滲出物低。不會造成二次傷害。（3）良好的生物穩定性，保證在骨組織的愈合期內性能穩定以確保良好愈合便于滅菌和消毒。現有的內固定材料主要有羥基磷灰石和聚乳酸材料，聚乳酸雖然具有良好的生物活性和生物降解性，是一種很有應用前景的醫用可降解吸收高分子材料。但單純以聚乳酸為原料制備的骨折內固定物，還存在制作工藝復雜，局部有無菌性炎癥，強度衰減過快等缺點。磷酸鈣生物陶瓷材料具有良好的生物相容性，其成分與骨的礦物組成類似，但存在脆性大、韌性差及模量過高等缺陷，限制了它在骨科方面的臨床應用。所以制備一種在骨骼內固定材料固定初期，強度下降緩慢，且對人體相容性較好的骨骼內固定材料很有必要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對現有骨骼內固定材料固定初期，降解速率過快，強度下降較多，且與人體相容性性能較差的問題，提供了一種骨骼內固定材料的制備方法。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案：
（1）取豬股骨，破碎得股骨碎塊，按質量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并靜置冷卻至室溫，沖洗后干燥，得處理后股骨碎塊，將處理后股骨碎塊煅燒得煅燒物，按質量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合球磨，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；
（2）取200～300g魚鱗與500～600ml質量分數5%碳酸鈉溶液攪拌混合，過濾得濾餅，按質量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，超聲振蕩后，過濾得濾液，按質量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，待滴加完成后，靜置陳化并離心分離，收集下層沉淀并干燥，得膠原蛋白粉末；
（3）分別稱量15～20g外消旋聚乳酸、1～2g聚乙烯醇和400～500mln-甲基吡咯烷酮和150～200ml去離子水攪拌混合，經超聲振蕩后，得聚乳酸納米粒懸濁液；
（4）選取5～10g膠原蛋白粉末置于500～600ml去離子水中，攪拌混合并超聲分散得改性液，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液按等體積比混合，過濾得混合濾液，得改性膠凝液，按質量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合，研磨后澆注至模具中，經干燥脫模，即可制備得一種骨骼內固定材料。
步驟（1）所述的煅燒溫度為550～650℃。
步驟（2）所述的氯化鈉溶液滴加速率為1～2ml/min。
步驟（2）所述的離心分離速率為2500～3000r/min。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明通過對豬骨骨骼進行粉碎并制備天然羥基磷灰石，通過天然羥基磷灰石與膠原蛋白復合，同時改性聚乳酸材料制備骨骼內固定材料，上述物質均是與人體相容性較好的物質，形成的復合材料與人體具有優異的相容性。
（2）本發明通過豬股骨制備天然羥基磷灰石，再將胃蛋白酶負載至磷灰石粉末內部孔隙中，經膠原蛋白包裹并與經膠原蛋白改性的聚乳酸材料，由于膠原蛋白包裹骨骼內固定材料，減少骨骼內固定材料受人體內部體液的腐蝕，提高其初期抗降解強度，同時膠原蛋白與聚乳酸乳液交聯并提高其與人體相容性，增強材料初期強度，同時在膠原蛋白被人體吸收后，內部胃蛋白酶釋放，提高內固定材料降解速率，改善材料在人體中代謝時間。
具體實施方式
首先選取500～800g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫1～2h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗3～5次，在75～80℃下干燥10～12h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于550～650℃馬弗爐保溫煅燒2～3h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取200～300g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對燒杯中添加500～600ml質量分數5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在200～300w下超聲振蕩45～60min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為1～2ml/min，待滴加完成后，靜置陳化20～24h，在2500～3000r/min下離心分離10～15min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量15～20g外消旋聚乳酸、1～2g聚乙烯醇、400～500mln-甲基吡咯烷酮和150～200ml去離子水置于2l燒杯中，在45～50℃下攪拌混合25～30min后，再在250～300w下超聲振蕩10～15min，隨后保溫攪拌3～5h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取5～10g膠原蛋白粉末置于500～600ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于250～300w下超聲分散10～15min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在45～50℃下攪拌3～5h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨1～2h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內固定材料。
實例1
首先選取500g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫1h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗3次，在75℃下干燥10h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于550℃馬弗爐保溫煅燒2h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取200g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對燒杯中添加500ml質量分數5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在200w下超聲振蕩45min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為1ml/min，待滴加完成后，靜置陳化20h，在2500r/min下離心分離10min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量15g外消旋聚乳酸、1g聚乙烯醇、400mln-甲基吡咯烷酮和150ml去離子水置于2l燒杯中，在45℃下攪拌混合25min后，再在250w下超聲振蕩10min，隨后保溫攪拌3h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取5g膠原蛋白粉末置于500ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于250w下超聲分散10min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在45℃下攪拌3h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨1h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內固定材料。
將本發明制備的骨骼內固定材料用醫用酒精消毒后，浸泡20h，隨后間患者下肢需固定部位外側皮膚及皮下組織切開，沿股外側肌間隔鈍性分離，暴露股骨干后，在股骨中段用電動擺鋸將股骨橫向鋸斷，將浸泡后骨骼內固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大轉子穿出，確認固定可靠后，將多余部分剪除，逐層閉合切口，術后注射青霉素抗感染，80萬單位/次，每天兩次，共注射三天。本發明制備的骨骼內固定材料抗彎強度為125mpa，楊氏模量為4.2gpa，與人體皮質骨力學性能相似，對成骨細胞粘附、生長沒有抑制作用，具有優異的生物相容性，同時本發明制備的骨骼內固定材料植入90天后抗彎強度仍有118mpa，具有優異的耐初期降解能力。
實例2
首先選取800g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫2h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗5次，在80℃下干燥12h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于650℃馬弗爐保溫煅燒3h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取300g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對燒杯中添加600ml質量分數5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在300w下超聲振蕩60min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為2ml/min，待滴加完成后，靜置陳化24h，在3000r/min下離心分離15min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量20g外消旋聚乳酸、2g聚乙烯醇、500mln-甲基吡咯烷酮和200ml去離子水置于2l燒杯中，在50℃下攪拌混合30min后，再在300w下超聲振蕩15min，隨后保溫攪拌5h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取10g膠原蛋白粉末置于600ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于300w下超聲分散15min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在50℃下攪拌5h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨2h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內固定材料。
將本發明制備的骨骼內固定材料用醫用酒精消毒后，浸泡20～24h，隨后間患者下肢需固定部位外側皮膚及皮下組織切開，沿股外側肌間隔鈍性分離，暴露股骨干后，在股骨中段用電動擺鋸將股骨橫向鋸斷，將浸泡后骨骼內固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大轉子穿出，確認固定可靠后，將多余部分剪除，逐層閉合切口，術后注射青霉素抗感染，80萬單位/次，每天兩次，共注射三天。本發明制備的骨骼內固定材料抗彎強度為130mpa，楊氏模量為4.5gpa，與人體皮質骨力學性能相似，對成骨細胞粘附、生長沒有抑制作用，具有優異的生物相容性，同時本發明制備的骨骼內固定材料植入90天后抗彎強度仍有120mpa，具有優異的耐初期降解能力。
實例3
首先選取650g新鮮成年豬股骨，將其破碎收集得股骨碎塊，隨后按質量比1：10，將股骨碎塊與水混合，加熱煮沸并保溫1.5h，靜置冷卻至室溫后，將股骨碎塊表面結締組織與肌肉剔除，并用去離子水洗滌沖洗4次，在78℃下干燥11h，得處理后股骨碎塊；將股骨碎塊置于坩堝中，將坩堝置于600℃馬弗爐保溫煅燒2.5h，靜置冷卻至室溫后，得煅燒物并按質量比1:25，將胃蛋白酶與煅燒物混合置于球磨罐中，在375r/min下球磨4h，過200目篩，得改性天然羥基磷灰石粉末；選取250g草魚魚鱗置于2l燒杯中，在室溫下對燒杯中添加550ml質量分數5%碳酸鈉溶液，攪拌混合并過濾，得濾餅并按質量比1:10，將濾餅與冰醋酸攪拌混合，在250w下超聲振蕩52min；待超聲振蕩完成后，過濾并得濾液，按質量比1:5，將0.5mol/l氯化鈉溶液滴加至濾液中，控制滴加速率為1.5ml/min，待滴加完成后，靜置陳化22h，在2750r/min下離心分離12min，收集下層沉淀并真空冷凍干燥，得膠原蛋白粉末；分別稱量18g外消旋聚乳酸、1g聚乙烯醇、450mln-甲基吡咯烷酮和175ml去離子水置于2l燒杯中，在48℃下攪拌混合28min后，再在275w下超聲振蕩12min，隨后保溫攪拌4h，得聚乳酸納米粒懸濁液；選取8g膠原蛋白粉末置于550ml去離子水中，在室溫下攪拌混合并置于275w下超聲分散12min，得改性液，隨后按體積比1:1，將聚乳酸納米粒懸濁液與改性液混合，在48℃下攪拌4h后，過濾并得混合濾液，得改性膠凝液；按質量比1:5，將改性膠凝液與改性天然羥基磷灰石粉末混合并置于研缽中，研磨1.5h后將其澆注至模具中，隨后將模具真空冷凍干燥并脫模，即可制備得一種骨骼內固定材料。
將本發明制備的骨骼內固定材料用醫用酒精消毒后，浸泡22h，隨后間患者下肢需固定部位外側皮膚及皮下組織切開，沿股外側肌間隔鈍性分離，暴露股骨干后，在股骨中段用電動擺鋸將股骨橫向鋸斷，將浸泡后骨骼內固定材料逆行插入骨折近端，自股骨大轉子穿出，確認固定可靠后，將多余部分剪除，逐層閉合切口，術后注射青霉素抗感染，80萬單位/次，每天兩次，共注射三天。本發明制備的骨骼內固定材料抗彎強度為128mpa，楊氏模量為4.4gpa，與人體皮質骨力學性能相似，對成骨細胞粘附、生長沒有抑制作用，具有優異的生物相容性，同時本發明制備的骨骼內固定材料植入90天后抗彎強度仍有119mpa，具有優異的耐初期降解能力。