[發明專利]一種磷酸鎂骨水泥及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410704840.6
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104496395B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 董金美;肖學英;余紅發;文靜;李穎;常成功;鄭衛新
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34;C04B24/10;C04B22/12;A61L27/12;C04B103/22
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰

技術領域

本發明屬于醫用生物材料技術領域，具體地講，涉及一種磷酸鎂骨水泥及其制備方法和應用。

背景技術

磷酸鎂水泥(Magnesia-Phosphate Cement，MPC)主要由燒結氧化鎂、磷酸鹽和緩凝劑按一定比例配制而成，具有快凝、高早強的特性。早在1945年Brookhaven實驗室就將MPC用作建筑物的快速修補材料。作為一類無機膠粘劑，MPC與磷酸鈣骨水泥(CPC)類似，能在人體生理環境下自行固化，水化產物為磷酸鹽類生物礦石，生物相容性好。多年研究表明，MPC具有良好的生物相容性和生物降解性，是一種理想的骨缺損修復材料，但由于MPC具有水化反應速度快及水化放熱量極大兩大問題，導致其長期以來都未受到人們足夠的重視和研究。如MPC在絕熱條件下，最高水化溫度達到近70℃，這些問題一直未得到很好的解決。

磷酸鎂水泥的水化反應其實質是一個以酸堿中和反應為基礎的放熱反應，反應速度很快，反應過程放出大量的熱量，這些熱量又進一步加速了體系的反應速度，導致體系的凝結速度很快，幾分鐘之內就會迅速凝結硬化，快凝特性嚴重影響了磷酸鎂水泥的推廣并限制了它的應用范圍。

作為快速修補材料，目前，磷酸鎂水泥緩凝可采用以下方法：1、加入緩凝劑硼砂、硼酸和三聚磷酸鈉等；2、減小死燒MgO活性與細度；3、適當提高磷酸鹽的含量；4、冷卻拌合用水。這些方法可適當減緩水化反應速度，降低水化溫度，但是存在一定的局限性，且不適用于磷酸鎂骨水泥的應用。

專利CN102807335A提出了一種利用自包覆控制水化反應合成磷酸鎂生物骨水泥的方法，該方法有效地控制了水化反應速度和水化放熱溫度，將磷酸鎂骨水泥的凝結時間從包覆前的0.7min～4min延長至包覆后的6min～17min，放熱溫度峰值則由55.1℃～70.5℃降至32.6℃～38.3℃，具有了一定有益效果。但本專利所涉及磷酸鎂骨水泥，其以鹽湖提鋰過程中的副產品含硼氧化鎂為原料，經高溫煅燒獲得醫用級燒結氧化鎂，原料上的差異導致了上述方法具有了局限性，同時上述方法將一些無機離子引入，會對人體的體液環境產生干擾，導致人體功能下降甚至引起人體中毒，副作用明顯。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種磷酸鎂骨水泥及其制備方法和應用，該磷酸鎂骨水泥通過在其中添加復合緩凝劑，達到了降低磷酸鎂骨水泥的水化反應速度和水化溫度的目的。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種磷酸鎂骨水泥，至少包括按如下質量份數計的組分：100～400份燒結氧化鎂，100份磷酸鹽和5～80份復合緩凝劑；其中，所述燒結氧化鎂為鹽湖提鋰副產氧化鎂的煅燒產物。

進一步地，所述復合緩凝劑包括葡萄糖、蔗糖、氯化物中的至少兩種混合物；其中，所述葡萄糖、蔗糖、氯化物的質量分數均不超過50％。

進一步地，所述復合緩凝劑還包括檸檬酸；其中，所述檸檬酸占所述復合緩凝劑的質量分數不超過10％。

進一步地，所述氯化物包括氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣中的至少一種。

進一步地，所述磷酸鹽包括正磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽中的至少一種。

進一步地，所述磷酸二氫鹽包括磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨中的至少一種。

本發明的另一目的在于提供了一種上述磷酸鎂骨水泥的制備方法，包括步驟：將所述燒結氧化鎂、磷酸鹽和復合緩凝劑混合、球磨得到所述磷酸鎂骨水泥。

進一步地，所述燒結氧化鎂是鹽湖提鋰副產氧化鎂在溫度為800℃～1400℃、煅燒3h～6h獲得的煅燒產物。

進一步地，球磨時間為5min～60min，所述磷酸鎂骨水泥的粒徑為5μm～100μm。

本發明的另一目的還在于提供了一種上述磷酸鎂骨水泥在骨修復手術中的應用。

本發明通過在制備磷酸鎂骨水泥的過程中添加復合緩凝劑，不僅起到了降低磷酸鎂骨水泥的水化反應速度和水化溫度的目的，同時復合緩凝劑的加入不會大幅度降低該磷酸鎂骨水泥的強度，不改變其水化產物的組成和形貌；且操作簡單，成本較低。

附圖說明

通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點將變得更加清楚，附圖中：

圖1是根據本發明的實施例的磷酸鎂骨水泥的制備方法的流程圖。

具體實施方式