[發(fā)明專利]聚合物增強硅酸鈣復(fù)合多孔骨水泥

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810047973.5
• 申請日: 2008-06-11
• 公開（公告）號: CN101284150A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張勝民;李君
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/56;A61L27/12
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有生物活性和生物可降解性的自固化多孔硅酸鈣復(fù)合骨水泥，屬于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

骨折延遲愈合、骨不連及骨缺損的修復(fù)是骨科領(lǐng)域長期未解決的重大問題。骨移植是治療骨缺損的主要手段和方法，包括自體骨移植、異體骨移植、有機聚合骨水泥、生物陶瓷及磷酸鈣骨水泥。

自體骨移植來源有限，這種以創(chuàng)傷治療創(chuàng)傷的方式導(dǎo)致病人須承受第二次手術(shù)痛苦及供骨區(qū)并發(fā)癥；異體骨移植存在不同程度的免疫排異反應(yīng)，及潛在的血液病源傳播危險。聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，可實現(xiàn)原位固化，但固化過程強放熱，損傷周圍組織，且固化體生物相容性差，不能降解。

羥基磷灰石陶瓷，硅酸鈣/β-磷酸三鈣復(fù)相生物陶瓷生物相容性好，但塑性難限制了其在臨床上的應(yīng)用。

磷酸鈣骨水泥作為一種新型的骨科修復(fù)材料，雖然進展較快，但現(xiàn)有材料仍然存在一些問題。

1、羥基磷灰石與人體骨的無機成分相似，具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，但降解速度非常慢，一般視為不可降解。而且羥基磷灰石的骨形成能力有限，同時其不具有粘結(jié)性和自凝固特性。磷酸三鈣具有良好的生物相容性和生物降解性，降解可以為骨生成提供鈣、磷原子，但其降解速度過快，與骨的生長速度不匹配。目前典型的可注射非自固化骨水泥是雙相磷酸鈣(羥基磷灰石/磷酸三鈣)骨水泥，它充分利用羥基磷灰石更趨于骨性而磷酸三鈣降解快的特點，但其存在的最大缺陷是由于固化時間過長而使初始機械性能不好(Spine，1999，24：1521)。

2、鈣磷酸鹽膠凝材料，如Ca₄(PO₄)₂O和磷酸氫鈣在磷酸氫鈉溶液中制成膏狀物。能根據(jù)缺損部位任意塑形，在人體溫度下自行水化固化，但其降解很慢(中國陶瓷工業(yè)，2003，10：49)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)在一些骨水泥存在降解速度過慢或過快、固化時間過長而使機械性能不好的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種聚合物增強硅酸鈣復(fù)合多孔骨水泥，它具有良好的操作性和可注射性，且能通過固相中各相比例的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)骨水泥降解速率，從而匹配不同部位骨的生長速度，達到修復(fù)不同部位骨缺損的目的。

本發(fā)明所述目的是通過如下方案實現(xiàn)的：

一種聚合物增強硅酸鈣復(fù)合多孔骨水泥，具體成分及比例為：

將固相成分與調(diào)和液以固液比0.5～2g/ml進行混合；

固相成分為：硅酸鈣、磷酸鈣鹽、促凝成分、聚合物，造孔劑的混合；

所述各成分質(zhì)量占固相總質(zhì)量的百分比分別為：

硅酸鈣：45％～70％。

磷酸鈣鹽：0～25％。所述磷酸鈣鹽包括羥基磷灰石和/或磷酸三鈣，羥基磷灰石質(zhì)量占固相總質(zhì)量的0～15％，磷酸三鈣質(zhì)量占固相總質(zhì)量的0～10％。所述磷酸鈣鹽中還可以摻加鍶元素，鍶元素與鈣元素的摩爾比為1∶19～1∶9。

促凝成分：5％～12％。所述促凝成分是碳酸鈣和粒徑為200～300μm的氯化鈉，其中，碳酸鈣占固相總質(zhì)量的5％～10％，氯化鈉占固相總質(zhì)量的0～2％。

造孔劑：10％～20％。所述造孔劑是粒徑為150～300μm的甘露醇。

聚合物：3％～7％。所述聚合物是PLGA、PLA、PVA、PHB、PHBV中的一種或多種，PVA醇解度為90％，分子量為85000～124000；PLGA分子量50000～100000；PLA分子量為50000～100000；PHB分子量50000～100000；PHBV分子量50000～100000。

所述調(diào)和液由溶液A與溶液B按體積比為1∶1混合而成，其中：

溶液A的配制如下：將濃度為0.2mol/L的磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉溶液，加熱到70℃，在慢慢攪拌下逐漸加入占溶液A總質(zhì)量1.5％～3％的甲基纖維素，在攪拌下冷卻至室溫；

溶液B為殼聚糖溶液，其中，殼聚糖占溶液B總質(zhì)量的0.4～3％，醋酸占溶液B總質(zhì)量的0.5～2％。

實驗證明，硅酸鈣具有良好的生物活性和生物相容性，在模擬體液中能夠快速誘導(dǎo)沉積羥基磷灰石。硅酸鈣涂層材料的動物植入實驗表明材料植入體內(nèi)后，先在硅酸鈣的表面形成一層羥基磷灰石，骨組織在羥基磷灰石表面黏附和生長并同羥基磷灰石形成化學(xué)鍵合。硅酸鈣在降解過程中釋放出的硅離子還可以促進細胞增殖，并刺激骨形成的基因表達作用。同時，硅酸鈣具有良好的自凝固性能，且在固化初期會提供鈣離子和成核點，對于磷酸鈣成分的固化具有促凝作用。