[發明專利]一種具有生物活性的可注射復合骨水泥及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201610248345.8
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN107303397B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 邱東;任輝輝;李愛玲;田耘
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;北京大學第三醫院
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/02;A61L27/20;A61L27/50;A61L27/54
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

本發明涉及一種具有生物活性的可注射復合骨水泥及其制備方法和用途。所述骨水泥由固相粉末和固化液兩部分組成；其中，所述固相粉末由磷硅酸鹽生物活性玻璃和硫酸鈣混合組成，固化液中含有殼聚糖和β?甘油磷酸鈉。按照一定的比例將固相粉末和固化液混合，攪拌均勻，室溫固化后形成復合骨水泥。本發明的骨水泥具備良好的可注射性、抗潰散性和力學性能。同時，本發明的骨水泥具備優異的生物活性、生物相容性和生物降解性，且不存在磷酸鈣(CPC)、硫酸鈣(CSC)骨水泥后期塌陷的問題，可為細胞生長提供必要的“橋梁”，能夠用于骨折治療，制備骨填充材料以及骨修復、再生用的生物醫用材料。

技術領域

本發明屬于生物醫用材料技術領域，涉及一種生物活性骨水泥及其制備方法和用途。

背景技術

隨著我國人口的老齡化趨勢日益加重，骨質疏松椎體壓縮性骨折(OVCF)的發生率逐年增加，已經成為臨床中的棘手問題之一。經皮椎體后凸成形術(PKP)或微創椎體成形術(VP)是治療OVCF的主要手段。目前，PKP或VP中常用的材料有聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)、磷酸鈣骨水泥(CPC)和硫酸鈣骨水泥(CSC)等，但是，這些材料都存在著明顯的缺陷。

PMMA固化過程中存在明顯的發熱問題，且注入椎體后形成的硬質固體不可降解，無生物活性；CPC和CSC骨水泥無類似PMMA的產熱效應，具有良好的生物相容性，可被降解吸收，然而，這類材料易潰散，無骨誘導活性，促進骨組織生成作用有限，且降解速率與人體骨生長速率不匹配，治療OVCF時不能提供足夠長時間的支撐。例如，目前市場上應用于PKP的骨水泥(CSC和β-TCP復合骨水泥)，部分患者在隨訪過程中有明顯的椎體高度塌陷，而且其骨小梁結構形成較慢。因此，尋求一種具備良好的生物活性，能夠誘導骨組織的修復、再生，且具有良好的抗潰散性和適當的降解率，在新骨生長修復過程中能為細胞生長提供足夠長時間支撐的骨修復材料已經成為臨床上迫切要解決的問題。

磷硅酸鹽生物活性玻璃(SPBG)是一類具備良好生物活性、可降解吸收性和生物相容性的骨修復材料。在體液環境中，其能夠在材料表面形成與骨組織成分類似的羥基磷灰石(HA)，從而使骨組織與材料之間形成牢固的化學鍵合，誘導新骨組織形成；此外，其析出的Si、P、Ca離子對骨細胞的粘附、增殖和分化也有一定的促進作用。植入體內一定時間后，SPBG既能表現出優良的骨誘導性和成骨性，提供一個有生物相容性的骨形成界面，而且還能夠為手術區游離的成骨干細胞提供一個可以定植的生物活性表面，促進新骨組織的形成。目前，生物玻璃作為填充或修復材料已經廣泛應用于牙科和整形外科等臨床治療中。

從生物學及化學方面來看，SPBG和硫酸鈣存在一定的互補性，將二者進行復配，將有可能提高材料的骨誘導性，促進骨組織形成，解決可吸收材料后期塌陷的問題。然而，傳統復配方法通常以半水硫酸鈣為固化基體，以水或生理鹽水做固化劑，將SPBG以填料的形式引入體系。所述體系中的SPBG的含量過少，作為主體的硫酸鈣本身降解很快，因而存在體系易潰散，降解速率過快的問題，這使其在骨修復過程中很難為骨組織細胞生長提供足夠時間的有效支撐。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的可注射復合骨水泥及其制備方法，該復合骨水泥具備良好的可注射性、抗潰散性和力學性能，同時還具有優異的生物活性、生物相容性和生物降解性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種具有生物活性的可注射復合骨水泥，由固相粉末和固化液兩部分組成；其中，所述固相粉末由磷硅酸鹽生物活性玻璃和硫酸鈣混合組成，固化液中含有殼聚糖和β-甘油磷酸鈉。

根據本發明，所述固相粉末和固化液的質量體積比(固液比)為1:1～3:1(g/ml)，優選地，為1.5:1～2:1(g/ml)。

根據本發明，所述β-甘油磷酸鈉為五水β-甘油磷酸鈉。

根據本發明，所述固相粉末由以下重量百分比含量的組分組成：