阅读说明：本技术 一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨及其制备方法 (Wedge-shaped artificial bone used after high tibial osteotomy and preparation method thereof ) 是由 陈梓煜 邓世捷 冯振锋 申超 陈良鹏 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨,包括：短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体；开设于所述楔形骨主体的骨生长孔；填充于所述骨生长孔的可促进骨生长的填充物。本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨既能维持机械力学的支持,防止塌陷,又能具备良好的生物学性能,促进骨愈合。(The invention provides a wedge-shaped artificial bone for high tibial osteotomy, which comprises: the short carbon fiber reinforced polyether-ether-ketone wedge-shaped bone main body; a bone growth hole opened in the wedge-shaped bone main body; and the filler is filled in the bone growth hole and can promote the bone growth. The wedge-shaped artificial bone for the high tibial osteotomy provided by the invention can maintain the support of mechanical mechanics, prevent collapse, has good biological performance and promotes bone healing.)

一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨及其制备方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨及其制备方法。

背景技术

我国的骨关节炎患者超过人口总数的10％，据推算到2020年中国骨科慢病产生的治疗费用将增至850亿，1990-2010年20年间的膝关节炎发病率增长为45％，致残率位居全球第二位。对于症状体征严重的早中期关节炎病例，特别是主要累及内侧关节间室的目前以截骨矫形的保膝手术为主流手段。胫骨高位截骨术(High tibia osteotomy，HTO)则是保膝手术中最重要、最有前景的术式，如截骨精准、修复体植入牢靠，可以达到避免或推后进行全膝置换人工关节(Totalknee arthroplasty，TKA)手术的效果。然而，由于不同患者内翻角度、是否合并前后倾、植入修复体高度及深度等的个体差异，及缺乏合适的截骨固定、修复重建材料，临床容易出现截骨工具欠精准、固定不牢靠、植入体塌陷、骨折不愈合等问题，从而无法保证截骨后即时的稳定性和中长期疗效。选择何种骨科植入材料和结构既能维持机械力学的支持，防止塌陷，又能具备良好的生物学性能，促进骨愈合，是HTO截骨术后所面临的难题。

传统HTO截骨后常采用三种材料作为植入材料，包括①自体骨，但存在增加手术创伤、取骨部位易感染和疼痛等问题；②同种异体骨，但容易造成异体排斥，植入体的吸收再生的可控性差；③人工骨材料，包括羟基磷灰石、磷酸钙、磷酸三钙(beta-tricalciumphosphate，β-TCP)等，但力学结构不足、植骨相关的延迟愈合、软组织感染和过敏等症状。而且三者皆因植入体强度不够，需采用钢板固定，这样造成需二次手术取出钢板的问题，如不二次手术取出钢板，则可能对未来进行TKA手术造成极大不便。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨及其制备方法，本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨既能维持机械力学的支持，防止塌陷，又能具备良好的生物学性能，促进骨愈合。

本发明提供了一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨，包括：

短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体；

开设于所述楔形骨主体的骨生长孔；

填充于所述骨生长孔的可促进骨生长的填充物。

优选的，所述骨生长孔贯穿于所述楔形骨主体，或者开设于楔形骨主体表面，或者为贯穿于所述楔形骨主体与开设于楔形骨主体表面的结合。

优选的，所述短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体的孔隙率为5％～40％，所述骨生长孔的直径为0.5～10mm。

优选的，所述楔形人造骨斜面的夹角为3～30度。

优选的，所述填充物由包括以下质量份的原料制备而成：

50～90质量份的骨再生材料；

10～50质量份的α-半水硫酸钙；

1～5质量份的硬脂酸；

50～100质量份的骨细胞活性因子；

50～100质量份的生理盐水。

优选的，所述骨再生材料为羟基磷灰石或磷酸三钙；

所述骨细胞活性因子选自人体碎骨、骨粉以及骨生长因子中的一种或多种。

优选的，所述短碳纤维增强聚醚醚酮中的短碳纤维的长径比为(50～300)：1，所述短碳纤维的纤维长度为0.5～3mm；短碳纤维的含量为30wt％。

本发明还提供了一种上述胫骨高位截骨后用楔形人造骨的制备方法，包括以下步骤：

A)根据受损骨的形态，制备开设有骨生长孔的短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体；

B)将骨再生材料、α-半水硫酸钙、硬脂酸、骨细胞活性因子和生理盐水混合后灌注于所述楔形骨主体的骨生长孔内，进行固化，得到楔形人造骨前驱体；

C)将所述楔形人造骨前驱体进行热处理和消毒，得到楔形人造骨。

优选的，所述制备短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体的方法为机械制造或3D打印。

优选的，所述热处理的温度200～250℃，时间1～4h。

与现有技术相比，本发明提供了一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨，包括：短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体；开设于所述楔形骨主体的骨生长孔；填充于所述骨生长孔的可促进骨生长的填充物。本发明以高强度的短碳纤维增强聚醚醚酮作为楔形骨的主体材料，可以防止塌陷，同时为了避免楔形骨主体的强度过高人体内骨组织产生应力屏蔽效应，本发明在所述楔形骨主体开设有骨生长孔，使楔形骨主体与人体内骨组织的强度匹配，并且生长孔内填充有可促进骨生长的填充物，由于填充物具有良好的生物活性和生物相容性，在体液的作用下，填充物可以发生部分降解，降解后游离出的物质可以被人体组织吸收利用，生长出新的组织，从而产生了良好的骨传导作用。骨传导产生的新骨可以长入人造骨主体开设的骨生长孔内部，与原有的骨头以及新骨形成三维互穿结构，有利于人造骨与患者自身骨头的结合，解决了人造骨植入患者体内无法与患者自身骨头融合的技术缺陷，同时可以避免人造骨松动，患者活动更加自如，不会因为人造骨与自身骨骼之间摩擦而引起疼痛不适感。

附图说明

图1为本发明提供的楔形骨斜面夹角示意图；

图2为本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨的结构示意图；

图3为HTO手术截骨部位示意图；

图4为楔形人造骨主体的外观图；

图5为楔形人造骨主体的透视图；

图6为楔形人造骨主体的剖面图。

具体实施方式

本发明提供了一种胫骨高位截骨后用楔形人造骨，包括：

短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体；

开设于所述楔形骨主体的骨生长孔；

填充于所述骨生长孔的可促进骨生长的填充物。

本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨以短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体。

短碳纤增强聚醚醚酮材料拥有与人体皮质骨更相近的模量；更高的强度，和更低的受力形变量。

所述短碳纤维增强聚醚醚酮中的短碳纤维的长径比为(50～300)：1，所述短碳纤维的纤维长度为0.5～3mm；短碳纤维的含量为30wt％。

本发明所用的短碳纤维增强聚醚醚酮的力学性能见表1

表1短碳纤维增强聚醚醚酮的力学性能

其中，本发明对楔形人造骨主体的构成并没有特殊限制，本领域技术人员公知的以短碳纤增强聚醚醚酮材料进行人造骨制备的原料构成都可以用于本发明。在本发明中，所述楔形人造骨主体优选由以下质量份的原料制备而成：

医疗级聚醚醚酮粉末69份，短碳纤维30份，甲基纤维素1份。

在所述楔形骨主体致密区域为100％强度和模量，接近人体皮质骨模量。骨架孔隙区域，降低了强度和模量，可以调整至与人体的松质骨相近。因此，在制作孔隙率较高的人造骨支架的时候，短碳纤增强聚醚醚酮材料能够更好地满足强度上的要求。

本发明以短碳纤维增强聚醚醚酮为材料制备楔形人造骨的主体，具有很高的力学强度，可以防止移入人体后由于受力而造成人造骨主体塌陷，但是，强度过高人体内骨组织又会产生应力屏蔽效应。因此，本发明通过在楔形骨主体开设骨生长孔来调整孔楔形骨主体的隙率，将人造骨的弹性模量和强度调整到与人体骨相接近，避免应力屏蔽现象。并且本发明提供的楔形骨主体的孔隙率比用传统方式制造的人造骨有着很大的提高，更加有利于骨头的生长，能更好地与人造骨结合。

在本发明中，所述骨生长孔贯穿于所述楔形骨主体，或者开设于楔形骨主体表面，或者为贯穿于所述楔形骨主体与开设于楔形骨主体表面的结合。

根据所植入人造骨的特性，可选择孔状结构是贯穿人造骨主体还是仅在表面打孔，亦或是贯穿和表面打孔的结合；其中，如果在人造骨主体的表面打孔，相邻的孔状结构还可以是底部相通的结构设计。所述贯穿于人造骨主体的骨生长孔之间可以在人造骨主体内部交叉贯通。有关孔状结构的设计，需根据植入部位的特性进行个性化设计。

所述骨生长孔既需要确保人造骨具由足够的强度以及刚性，若孔状结构占比过大或者单个孔状结构过大，则可能会导致人造骨的强度以及刚性不足或者是局部强度不足；同时，还需要确保植入的人造骨可以与患者体内原有的骨骼很好的融合，若孔状结构占比过小或者局部孔径过小，则有可能会导致人造骨无法有效与患者体内原有的骨骼很好的融合或者是局部无法融合。因此，在本发明中，所述短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体的孔隙率为5％～40％，所述骨生长孔的直径为0.5～10mm。所述孔隙率与骨生长孔的直径根据人体骨的弹性模量和强度进行调整。

参见图1，图1为本发明提供的楔形骨斜面夹角示意图。图1中A表示楔形人造骨倾斜角即楔形人造骨斜面的夹角。楔形人造骨倾斜角是楔形人造骨最关键的参数，关乎此人造骨对病患的纠正角度。参见图所述楔形人造骨倾斜角即楔形人造骨斜面的夹角为3～30度。

进一步地，楔形人造骨上下表面的结构可为平面状、锯齿状、不规则状等形状，需根据患者的具体情况确定。

进一步地，楔形人造骨内部的孔状结构截面形状可选用圆柱形、正方形、三角形等规整截面形状，也可以选用不规则截面形状、交叉结构、空间网格等，此处的设计，可根据人造骨的具体形状做出变更

本发明提供的楔形人造骨还包括填充于所述骨生长孔的可促进骨生长的填充物，所述填充物由包括以下质量份的原料制备而成：

50～90质量份的骨再生材料；

10～50质量份的α-半水硫酸钙；

1～5质量份的硬脂酸；

50～100质量份的骨细胞活性因子；

50～100质量份的生理盐水。

本发明提供的填充物的制备原料包括50～90质量份的骨再生材料，优选为60～80质量份，进一步优选为65～75质量份。所述骨再生材料为羟基磷灰石或磷酸三钙；

其中，羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成分。它能与机体组织在界面上实现化学键性结合，其在体内有一定的溶解度，能释放对机体无害的离子，能参与体内代谢，对骨质增生有刺激或诱导作用，能促进缺损组织的修复，显示出生物活性。

磷酸三钙在人的骨骼中普遍存在，是一种良好的骨修复材料，具有良好的生物相容性、生物活性以及生物降解性，是理想的人体硬组织修复和替代材料，本发明中所用的磷酸三钙为β-磷酸三钙。

本发明提供的填充物的制备原料还包括10～50质量份的α-半水硫酸钙，优选为20～40质量份，进一步优选为25～35质量份。其中，所述α-半水硫酸钙具有良好的生物相容性及可降解性，可以促使成骨细胞附着并成骨，使破骨细胞吸收硫酸钙形成生物降解，在骨缺损区作为空隙的填充物，形成微酸环境有利于血管和成骨细胞的长入，提供骨形成所需的基质。

对本发明来说，α-半水硫酸钙有一个重要的特性就是，其遇水后产生结晶水，凝固硬化变成二水硫酸钙，使得原料本是粉质或者流质的填充物浆液，在楔形骨主体的骨生长孔中，能够固化成固体，一方面方便后续加工，另一方面进一步提高了人工骨的强度。

本发明提供的填充物的制备原料还包括1～5质量份的硬脂酸，优选为2～4质量份。其中，所述硬脂酸用作润滑剂、抗粘剂、助流剂，使填充物浆液流动性更好，更容易注入到骨生长孔中去。

本发明提供的填充物的制备原料还包括50～100质量份的骨细胞活性因子，优选为60～90质量份，进一步优选为70～80质量份。所述骨细胞活性因子选自人体碎骨、骨粉以及骨生长因子中的一种或多种。其中，所述骨细胞活性因子能为促进组织生长，为其提供骨形成所需的基质，并降低排异性。

本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨还包括开设于所述楔形骨主体的固定孔，所述固定孔用于将楔形人造骨与HTO截骨后缺损部位的连接。本发明对所述连接方式并没有特殊限制，本领域技术人员公知的连接方法即可。

参见图2，图2为本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨的结构示意图。图2中，1为短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体，2为开设于所述楔形骨主体的骨生长孔，3为固定孔。其中，可促进骨生长的填充物填充于所述骨生长孔中(未在图中标出)。

本发明还提供了一种上述胫骨高位截骨后用楔形人造骨的制备方法，包括以下步骤：

A)根据受损骨的形态，制备开设有骨生长孔的短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体；

B)将骨再生材料、α-半水硫酸钙、硬脂酸、骨细胞活性因子和生理盐水混合后灌注于所述楔形骨主体的骨生长孔内，进行固化，得到楔形人造骨前驱体；

C)将所述楔形人造骨前驱体进行热处理和消毒，得到楔形人造骨。

本发明首先根据受损骨的形态，制备短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体。参见图3，图3为HTO手术截骨部位示意图。在本发明中，所述制备短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体的方法为机械制造或3D打印，优选为3D打印或CNC加工两种工艺，进一步优选为3D打印。

在本发明中，所述3D打印制备短碳纤维增强聚醚醚酮楔形骨主体的具体方法如下：

步骤一、进行数据采集与建模：采集受损骨数据，根据数据制备3D骨模型，并在3D骨模型的表面和/或内部设置若干孔状结构。

首先根据患者的下肢全长正位X线片，观察患侧下肢力线，准确测量股胫角，计算出需矫正的度数，该角度即为楔形人造骨的角度。

然后根据待植入骨部位的CT扫描数据，导入MIMICS软件进行处理，输出STL格式文件，将该文件导入3-MATIC软件进行3D建模，建立楔形人造骨的3D模型，输出STL格式文件(用于3D打印)或IGES格式文件(用于机加工)。

因为不同患者内翻角度、是否合并前后倾、植入修复体高度及深度等个体差异，所以楔形人造骨的具体形状与尺寸需根据实际情况确定。

步骤二、人造骨主体制备：采用3D打印或者机加工的方式制备人造骨主体。

由于人造骨需要与周围的骨骼相配合，因此其结构的复杂程度很高，同时，还需要在人造骨的表面和内部设置孔状结构，使得人造骨结构的复杂程度进一步地提升。为确保可以制备复杂精细的人造骨，同时，减少人造骨主体制备过程中原料的浪费，在人造骨主体的制备过程中，本发明提供的技术方案中，可采用3D打印的方式进行人造骨主体的制备。

当楔形人造骨的结构不太复杂时也可采用机加工的方式制备。可以先制备无孔的楔形短碳纤维增强聚醚醚酮基材，然后再对基材进行打孔。

其中，本发明对所述无孔的楔形短碳纤维增强聚醚醚酮基材的制备方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。

步骤三、填充物注入：将步骤二制得的人造骨主体的孔状结构中注填充层浆液，固化后得楔形人造骨前驱体。

在本发明中，所述浆液按照如下方法进行制备：

将骨再生材料、α-半水硫酸钙、硬脂酸、骨细胞活性因子和生理盐水混合均匀，得到浆液。

本发明对所述混合的方法并没有特殊限制，能够将原料混合均匀的混合方法都可以应用于本发明。

将浆液灌注于所述楔形骨主体的骨生长孔内，进行固化。其中，所述灌注方法为针筒灌注。

所述固化的温度为室温，时间为2～5分钟。在本发明中，将所述室温定义为25±5℃。

步骤四、将所述前驱体依次经热处理和消毒后，得楔形人造骨产品。

通过热处理步骤，可以消除或者减少人造骨产品内部的应力，改善人造骨产品的力学性能和生物学性能。具体地，热处理的工艺可以是温度200～250℃，时间1～4h；可根据实际的人造骨结构特性进行微调。

本发明对所述消毒的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的消毒方法即可。

本发明以高强度的短碳纤维增强聚醚醚酮作为楔形骨的主体材料，可以防止塌陷，同时为了避免楔形骨主体的强度过高人体内骨组织产生应力屏蔽效应，本发明在所述楔形骨主体开设有骨生长孔，使楔形骨主体与人体内骨组织的强度匹配，并且生长孔内填充有可促进骨生长的填充物，由于填充物具有良好的生物活性和生物相容性，在体液的作用下，填充物可以发生部分降解，降解后游离出的物质可以被人体组织吸收利用，生长出新的组织，从而产生了良好的骨传导作用。骨传导产生的新骨可以长入人造骨主体开设的骨生长孔内部，与原有的骨头以及新骨形成三维互穿结构，有利于人造骨与患者自身骨头的结合，解决了人造骨植入患者体内无法与患者自身骨头融合的技术缺陷，同时可以避免人造骨松动，患者活动更加自如，不会因为人造骨与自身骨骼之间摩擦而引起疼痛不适感。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的胫骨高位截骨后用楔形人造骨及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

本实施例为制备人造骨产品1的具体实施例。

一种人造骨制备方式包括以下步骤：

步骤一、数据采集与建模

首先根据患者的下肢全长正位X线片，观察患侧下肢力线，准确测量股胫角，计算出需矫正的度数，该角度即为楔形人造骨的角度，同时确定截骨部位。

采用高精度CT对患者的截骨部位进行扫描，获得三维模型数据；将数据导入MIMICS软件进行处理，输出STL格式文件。将该文件导入3-MATIC软件进行3D建模，建立人造骨的三维模型，输出STL格式文件。

在3D建模所得的人造骨主体上设置若干孔状结构，所述孔状结构为在三维上相互垂直贯穿的圆形孔，孔径2～4mm，孔间距为2～6mm，具体参见图4～6)，孔状结构的体积占人造骨主体的10％。

步骤二、人造骨主体制备

将所得的STL格式文件导入FDM3D打印机进行3D打印，3D打印耗材选用直径为1.75mm的医疗级短碳纤维增强聚醚醚酮线材，所述线材由医疗级聚醚醚酮粉末69份，短碳纤维30份(长径比75:1，长度0.75mm)，甲基纤维素1份制备而成的3D打印线材。

步骤三、填充物注入

配置稠状的填充混合物采用针管快速注入到人造骨上的孔洞中，室温固化。稠状填充混合物的配比为：羟基磷灰石含量为90份、α-半水硫酸钙含量为10份、硬脂酸含量为1份以及生理盐水含量为100份。

步骤四、后处理

对人造骨进行热处理，热处理工艺为：温度200℃、时间4h，热处理完成后，进行消毒并妥善保存。

实施例2

本实施例为制备人造骨产品1的具体实施例。

一种人造骨制备方式包括以下步骤：

步骤一、数据采集与建模

首先根据患者的下肢全长正位X线片，观察患侧下肢力线，准确测量股胫角，计算出需矫正的度数，该角度即为楔形人造骨的角度，同时确定截骨部位。

采用高精度CT对患者的骨缺损部位进行扫描，获得三维模型数据；将数据导入MIMICS软件进行处理，输出STL格式文件。将该文件导入3-MATIC软件进行3D建模，建立人造骨的三维模型，输出STL格式文件。

在3D建模所得的人造骨主体上设置若干孔状结构，所述孔状结构为在三维上相互垂直贯穿的圆形孔，孔径2～4mm，孔间距为1.5～5mm，孔状结构的体积占人造骨主体的20％。

步骤二、人造骨主体制备

将所得的STL格式文件导入SLS激光粉末烧结3D打印机进行3D打印，3D打印耗材选用由医疗级聚醚醚酮粉末69份，短碳纤维30份(长径比50:1，长度0.5mm)，甲基纤维素1份制备而成的粉末材料

步骤三、填充物注入

配置稠状的填充混合物采用针管快速注入到人造骨上的孔洞中，进行室温固化。以质量份计，稠状填充混合物的配比为：磷酸钙含量为80份、α-半水硫酸钙含量为15份、硬脂酸含量为2份、同种异体骨粉50份以及生理盐水含量为90份。

步骤四、后处理

对人造骨进行热处理，热处理工艺为：温度220℃、时间3h，热处理完成后，进行消毒并妥善保存。

实施例3

本实施例为制备人造骨产品1的具体实施例。

一种人造骨制备方式包括以下步骤：

步骤一、数据采集与建模

首先根据患者的下肢全长正位X线片，观察患侧下肢力线，准确测量股胫角，计算出需矫正的度数，该角度即为楔形人造骨的角度，同时确定截骨部位。

采用高精度CT对患者的骨缺损部位进行扫描，获得三维模型数据；将数据导入MIMICS软件进行处理，输出STL格式文件。将该文件导入3-MATIC软件进行3D建模，建立人造骨的三维模型，输出IGES格式文件。

在3D建模所得的人造骨主体上设置若干孔状结构，所述孔状结构为在三维上相互垂直贯穿的圆形孔，孔径3～6mm，孔间距为1～3mm，孔状结构的体积占人造骨主体的30％。

步骤二、人造骨主体制备

将所得的IGES格式文件导入机加工设备进行机加工。材料选用医疗级短碳纤增强聚醚醚酮棒材，其中短碳纤维长径比150:1长度1.5mm，机加工设备选用医疗级高精度数控机床。

步骤三、填充物注入

配置稠状的填充混合物采用针管快速注入到人造骨上的孔洞中，室温固化。稠状填充混合物的配比为：磷酸三钙含量为70份、α-半水硫酸钙含量为20份、硬脂酸含量为3份以及生理盐水含量为90份、同种异体骨粉50份。

步骤四、后处理

对步骤四所得产物进行热处理，热处理工艺为：温度230℃、时间2h，热处理完成后，进行消毒并妥善保存。

实施例4

本实施例为制备人造骨产品1的具体实施例。

一种人造骨制备方式包括以下步骤：

步骤一、数据采集与建模

首先根据患者的下肢全长正位X线片，观察患侧下肢力线，准确测量股胫角，计算出需矫正的度数，该角度即为楔形人造骨的角度，同时确定截骨部位。

采用高精度CT对患者的骨缺损部位进行扫描，获得三维模型数据；将数据导入MIMICS软件进行处理，输出STL格式文件。将该文件导入3-MATIC软件进行3D建模，建立人造骨的三维模型，输出STL格式文件。

在3D建模所得的人造骨主体上设置若干孔状结构，所述孔状结构为在三维上相互垂直贯穿的圆形孔，孔径4～8mm，孔间距为1～3mm，孔状结构的体积占人造骨主体的40％。

步骤二、人造骨主体制备

将所得的STL格式文件导入FDM 3D打印机进行3D打印，3D打印耗材选用直径为1.75mm的医疗级短碳纤增强聚醚醚酮线材，所述线材由医疗级聚醚醚酮粉末69份，短碳纤维30份(长径比200:1，长度2mm)，甲基纤维素1份制备而成的3D打印线材。

步骤三、填充物注入

配置稠状的填充混合物采用针管快速注入到人造骨上的孔洞中，室温固化。稠状羟基磷灰石混合物的配比为：羟基磷灰石含量为60份、半水硫酸钙含量为30份、硬脂酸含量为4份、骨生长因子50份以及生理盐水含量为95份。

步骤四、后处理

对步骤四所得产物进行热处理，热处理工艺为：温度240℃、时间1.5h，热处理完成后，进行消毒并妥善保存。

对比例1

α-半水硫酸钙含量为10份、硬脂酸含量为1份以及生理盐水含量为10份混合得到浆料，按照实施例1的方法进行固化，得到试件。

对比例2

羟基磷灰石含量为90份和硬脂酸含量为1份混合，进行1250℃恒温煅烧，得到试件。

实施例5

对实施例1配方得到的浆料固化得到的试件(试件1)、对比例1得到的试件(试件2)和对比例2得到的试件(试件3)进行体外降解试验：

1、pH值测试

取相同大小的试件1～3分为3组，各组4个试件。分别置于PBS模拟体液50ml环境中，在37℃下保存。第一周每天测一次pH值，之后每周测量一次pH值。

2、失重率测试。

(1)PBS模拟体液配置方法：

将7.995g NaCl、0.353gNaHCO₃、0.224g KCl、0.288g K₂HPO₄·H₂O、0.305gMgCl₂·6H₂O和0.071g Na₂SO₄溶于350ml纯水中。用20ml浓度1mol/Lde HCl溶解6.118g(CH₂OH)₃CNH₂,倒入上述溶液，再倒入400ml容有0.277g CaCl₂的溶液，搅拌均匀，上述溶液用1mol/L的HCl溶液调节pH值为7.4，定容1000mL

(2)取相同大小的试件1～3分为3组，各组4个试件。分别置于上述得到的PBS模拟体液50ml环境中，在37℃下保存。每隔2d换液一次。与1、2、3、4周各取每组一个试件，测量重量并计算失重率。

表1体外降解过程中第一周降解液pH变化过程

时间	试样1	试样2	试样3
				0d	7.4	7.4	7.4
1d	7.35±0.02	7.25±0.04	7.41±0.01
				2d	7.09±0.04	7.06±0.05	7.41±0.02
3d	6.95±0.06	6.84±0.06	7.42±0.02
				4d	6.86±0.06	6.62±0.07	7.42±0.03
5d	6.75±0.06	6.45±0.12	7.42±0.03
				6d	6.71±0.07	6.32±0.08	7.43±0.03

表2体外降解过程中第一到第七周降解液pH变化过程

时间	试样1	试样2	试样3
				1wk	6.52±0.08	6.19±0.18	7.43±0.03
2wk	6.04±0.09	5.86±0.16	7.43±0.02
				3wk	5.78±0.07	5.59±0.21	7.43±0.04
4wk	5.64±0.07	5.40±0.16	7.44±0.02
				5wk	5.56±0.08	5.33±0.22	7.44±0.03
6wk	6.55±0.08	5.29±0.17	7.43±0.02
				7wk	6.55±0.09	5.28±0.16	7.44±0.03

表3不同材料不同时间点的体外降解率

材料	4wk	8wk	12wk
				试样1	42.3％	61.5％	70.4％
试样2	68.5％	100％	100％
				试样3	4.3％	10.8％	15.3％

由以上表1～表3的数据可得知，α-半水硫酸钙试件在模拟体液环境中降解最快，并且降解过程中，会导致pH值降低，对于人体，局部的pH值降低，容易引发无菌炎症。并且由于降解速度过快，与人体的骨生长速度不符，无法支撑人体，导致坍塌。

羟基磷灰石，是人体骨骼的主要无机成分，具有很好的生物相容性。然而，根据以上数据可得知，羟基磷灰石试件在模拟体液环境中降解速度很慢，远远低于骨生长速度，会阻碍骨组织的正常生长。

羟基磷灰石/α-半水硫酸钙复合物试件的降解速度，介于α-半水硫酸钙试件和羟基磷灰石制件之间，可以通过调整比例，使其符合人体骨生长的速度。另外，在α-半水硫酸钙中加入羟基磷灰石，可以有效的缓解pH值的降低，降低发生无菌炎症的风险。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。