[發明專利]一種新型骨水泥及其制備方法

有效

• 申請號: 201410077683.0
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103830774A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張鵬云;王陳;毛克亞;徐嘉麟
• 申請（專利權）人: 寧波華科潤生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/42
• 分類號: A61L27/42;A61L27/04;A61L27/58;A61L27/56;A61L27/54
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技術領域

本發明屬于生物醫用材料領域，涉及一種新型骨水泥及其制備方法，更具體地說，是涉及一種含有金屬鎂粉的多孔可降解磷酸鎂骨水泥及其制備方法。

背景技術

磷酸鎂骨水泥(Magnesium?Phosphate?Bone?Cement，MPC)作為生物材料的研究，國內外報道主要用作牙齒水泥、人造關節粘合劑，骨穩定劑等。磷酸鎂骨水泥由于其生物相容性和生物活性已得到眾多專家學者的好評，被認為是目前最具潛力的骨修復和替代材料之一。該材料植入動物體內無毒性反應、生物相容性好，固化后與骨質緊密連接并逐步被吸收，促進骨細胞的增長，引導新骨長入，植入后材料降解與新骨形成對等。

MPC骨水泥與傳統磷酸鈣骨水泥相比具有快凝、早期抗壓強度高的特性，可塑性和膠粘性好，固化時體積微膨脹，且材料無毒。它的植入不會導致動物體代謝水平的顯著變化，可在體內降解，水化產物為生物礦石一一磷酸鎂銨，生物相容性較高，因此有望在粉碎性骨折和假肢的鑲嵌固定方面獲得廣泛應用。2009年5月美國FDA批準了一種由美國Bone?Solutions公司開發的一種新型骨修復材料上市銷售，該產品被授予2009年度北美技術領導大獎，被贊譽為開啟了骨移植市場一個全新的領域。

但目前市場上常見的MPC骨水泥產品中的絕大多數不是多孔結構。研究表明，骨組織是多孔結構，所以多孔的骨修復材料更有利于骨修復過程。這是因為多孔材料可以為細胞提供生存的三維空間，有利于細胞黏附和生長，有利于細胞外基質的形成，有利于氧氣和營養物質的傳輸，有利于代謝產物的排出，同時還有利于血管和神經的長入，促進骨的重建過程。

但也并不是所有多孔材料都適合于作為骨組織工程支架材料。一般要得到功能完善的植入材料，最小孔徑要求為100-250μm，這是骨引導的基本要求。具有孔洞的骨水泥材料，其粗糙外表面可讓細胞容易貼附且內部孔洞可提供空間讓細胞生長。骨組織長入人工材料的理想孔徑為100-500μm。因此，目前制作的多孔骨水泥孔徑為100-500μm。通常，孔徑小于5μm的稱為微孔。致密型的骨水泥僅有微孔，而多孔型的骨水泥既有微孔也有大孔(100-500μm)，微孔增大了材料與組織液接觸面積，有利于生物降解，但大孔卻更利于骨組織長入。

目前，常用的多孔骨水泥的制備方法有多種，主要有粒子溶出發、微球造孔發，發泡法等。例如，專利CN101076344A公開了一種多用途生物材料組合物，包含：KH₂P0₄、金屬氧化物(即，MgO)、含鈣化合物、糖和水。專利CN102552986A公開了一種用金屬致孔劑制備多孔骨水泥的方法，按摩爾比為1：1的比例稱取β-TCP和Ca(H₂PO₄)₂·H2O粉末研磨后制成復合粉體，在其中加入0.5mol/L的檸檬酸溶液調和，然后在其中加入金屬粉末，使其自然發泡固化，得到多孔骨水泥材料。授權公告號為CN1193614A的中國專利公開了一種含成孔劑的多孔磷酸鈣骨水泥的制備方法和應用，其主要通過在磷酸鈣骨水泥中添加無毒的微溶性鹽、酸式鹽和堿式鹽或無毒的表面活性劑作為成孔劑獲得多孔磷酸鈣骨水泥。專利CN102989042中公開了一種以碳酸鹽為固體發泡劑、以硫酸鹽為固化促進劑，殼聚糖和羥丙基甲基纖維素為雙組分交聯劑，制備快固化、抗潰散的注射性多孔骨水泥及其制備方法。此方法制備出的注射性多孔骨水泥其凝固時間在5-25min，固化20min-2h后遇水不潰散，固化產物具有100-1000μm的聯通孔，孔隙率為1-70％，抗壓強度在0.5-40MPa之間。專利CN102113965A中公開了一種添加可吸收高分子來獲得孔徑為150-300μm的多孔性骨水泥的方法。但上述方法制備出的多孔骨水泥均存在一定的不足之處：首先，配方工藝較為復雜，往往需要添加一些輔料，且輔料難以完全去除；其次，其降解時間很難與細胞生長周期相匹配，使得細胞很難長入其中，難以達到預期目的；再次，所獲得的微孔孔徑不一，很難獲得較為穩定的孔隙率；生物降解性較差等。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種新型骨水泥及其制備方法，該新型骨水泥為多孔可降解的磷酸鎂骨水泥。該多孔可降解的磷酸鎂骨水泥主要是通過在磷酸銨鹽和氧化鎂的體系中添加金屬鎂粉，從而加速體系產生氨氣實現造孔。