一种优于生物活性玻璃的POSS基再生医学材料专利

什么是POSS基再生医学材料？

技术领域

本发明涉及一种POSS基再生医学材料的配方及制备方法。

背景技术

目前，可植入人体以及诱导组织再生的生物活性材料一直是现代医学不懈的追求在这个发展过程中生物活性玻璃一直是这一研究领域的热点；这种由美国佛罗里达大学L.L.Hench教授于20世纪70年代发明的材料，由于其具有与人体骨头直接键合而使其具备了广阔的应用领域。经过几十年的发展生物活性玻璃工艺也在逐步优化，由最初高能耗高污染的熔融淬冷法到现在的相对环保的溶胶-凝胶法，工艺逐渐稳定。但生物活性玻璃一些性能上的缺陷限制了其应用领域，其成分中二氧化硅活性基团含量较低导致其作用于人体伤口时形成硅胶层缓慢，从而影响了羟基磷灰石的附着，也是由于活性基团含量低而使得材料在人体中代谢降解过慢；其材料自身质脆、缺乏韧性，从而使其在骨修复过程中强度不足而限制了其应用领域。因此，亟待一种具有多活性基团的硅氧化物及可与高分子接枝的再生硅医学材料以解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种POSS基再生医学材料的配方及制备方法，其解决了传统生物活性玻璃质脆、强度低的问题，也解决了传统生物活性玻璃中可反应活性基团过少的问题。

有益效果

实现简单，形成一种以硅氧化物的Si-O-Si键框架组成的笼型结构，钙、磷元素镶嵌其中的新型生物活性材料，从而使材料达到更高的生物活性；能与其他医用高分子达到分子级杂化增强；笼型结构外围活性基团能够接枝目标官能团从而实现靶向修复。

本实施例的配方，多面体各顶点硅具有反应活性，钙、磷元素镶嵌其中。所合成新型生物活性材料的特性为其与传统生物活性玻璃对比其硅氧化物的结构均为规整的多面体，其中可反应活性基团比例增加且分布均匀；以此保证了材料在进行人体组织修复时，形成羟基磷灰石层的均匀性及细胞、组织的有序生长；由于硅氧化物这种规整的结构及活性基团在其外围均匀对称的分布使其与体液接触后形成多元硅醇等具有良好的相容性及在体液中良好的溶解性，保证了其在体内实现完全的代谢降解。多面体笼型结构外围活性基团可与其他医用高分子接枝共聚达到分子级杂化增强，从而改善传统生物活性玻璃质脆、强度低的问题；也能够通过接枝目标官能团从而对组织实现靶向修复。

本发明中合成材料中活性硅氧化物组分为多面体笼型低聚倍半硅氧烷的内核硅氧化物结构，活性键规则分布于多面体顶点。本发明以三烷氧基硅烷为单体合成多面体笼型低聚倍半硅氧烷作为硅前驱体，在合成过程中与硅原子形成的四个共价键中的三个氧甲基参与水解缩合反应形成硅氧键，剩余一个有机基团在煅烧时分解而使与之相连的硅键拥有了反应活性；如此形成的硅氧化物反应活性得到大幅度提升。由于硅氧化物的结构为多面体，且周围被活性基团包围因此其在作用于肌体时具有良好的相容性，在组织液中具有良好的溶解性，从而能实现完全降解。