[發明專利]一種水溶性單壁碳納米管改性的磷酸鈣骨水泥及制備和應用

有效

• 申請號: 201611034836.9
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106729971B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 何丹農;楊迪誠;嚴一楠;祝閃閃;劉訓偉;金彩虹
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/50;A61L27/54;A61K41/00;A61K47/36;A61P35/00
• 代理公司: 31121 上海東方易知識產權事務所
• 代理人: 唐莉莎

本發明涉及一種水溶性單壁碳納米管改性的磷酸鈣骨水泥及制備和應用，采用固相反應法將原料磷酸氫鈣與碳酸鈣混合后，煅燒并急速冷卻至室溫，制備α?TCP粉末；以上述α?TCP粉末為主體，加入透明質酸鈉改善調和漿的可注射性，將自制的SWNT?PEI混合于骨水泥粉末中，制備得到負載SWNT?PEI的磷酸鈣骨水泥粉末；將上述骨水泥粉末與固化液Na₂HPO₄溶液混合后，制備得到注射性良好的水溶性SWNTs改性的磷酸鈣骨水泥。材料可注射性好，固化時間合適，可用于微創手術，在臨床治療骨科腫瘤領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種生物醫用材料技術領域的方法，具體是一種水溶性單壁碳納米管（SWNTs）改性的可注射性磷酸鈣骨水泥及制備和應用。

背景技術

磷酸鈣類骨水泥由于其具備良好的生物相容性以及骨誘導性，在骨損傷修復方面具有廣闊的應用前景。磷酸鈣類骨水泥通常由兩種或以上磷酸鈣鹽的粉末混合后與固化液在一定的固液比例下調勻，發生水化反應，能在室溫或人體環境中自固化，具有自由塑形、固化溫和的特點。通過添加適合的改性劑改善骨水泥調和漿的流動性和可注射性，磷酸鈣骨水泥可以應用于微創介入治療。

研究表明，碳納米管能在近紅外區域將光能轉化為熱能，在腫瘤熱療方面展露出廣闊的應用前景[Emerich D.E, Biomol Eng, 2006]。其中，SWNTs具有良好的光熱效應，經過化學改性后可具備良好的水溶性，一方面可以有助于從載體材料中釋放，并增加被代謝的可能性，另一方面水溶性較好的短的碳納米管被證明沒有細胞毒性[Kam H，J Am ChemSoc，2005]，更加安全可靠。

在臨床應用中，載藥的骨水泥在治療由癌癥引起的骨缺損有良好表現，通常將包載抗癌藥物的骨水泥植入骨缺損部位，進行癌癥的化學治療。本發明針對以上背景，利用可注射性骨水泥的負載能力和SWNTs良好的光熱效應，提出一種水溶性SWNTs改性的磷酸鈣骨水泥的制備方法，使其同時具備良好的可注射性和顯著的光熱效應，為臨床治療骨科癌癥提出一種新的途徑。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種水溶性單壁碳納米管（SWNTs）改性的可注射性磷酸鈣骨水泥及制備和應用，開發出一種滿足臨床需求的新型熱療材料。

一種水溶性單壁碳納米管改性的磷酸鈣骨水泥的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

（1）采用固相反應法將原料磷酸氫鈣與碳酸鈣按摩爾比2:1充分混合后，在1250-1400℃煅燒2-4h并急速冷卻至室溫，制備α-TCP粉末；

（2）以上述α-TCP粉末為主體，加入質量分數0.5-1%的透明質酸鈉改善調和漿的可注射性，將自制的SWNT-PEI按質量比1-5%混合于骨水泥粉末中，制備得到負載SWNT-PEI的磷酸鈣骨水泥粉末；

（3）將上述骨水泥粉末與固化液Na₂HPO₄溶液按固液比2g/mL混合后，制備得到注射性良好的水溶性SWNTs改性的磷酸鈣骨水泥。

步驟（1）所述的固相反應法的原料混合方式為使用無水乙醇為介質的濕法球磨，轉速為400rpm，球磨時間為1-4h，球料比為質量比3:1；產物球磨方式為使用無水乙醇為介質的濕法球磨，轉速為400rpm，球磨時間為6h，球料比為質量比4:1。

步驟（2）所述的透明質酸鈉分子量為100，000以上；SWNT-PEI制備使用的原料SWNTs長度為1-30μm；所述粉末的混合方式為干法球磨，轉速為200rpm，球磨時間2h，球料比為質量比4:1。

步驟（3）所述的固化液為質量分數2.5%的Na₂HPO₄溶液，配制方式為常溫下磁力攪拌溶解。

一種水溶性單壁碳納米管改性的磷酸鈣骨水泥，其特征在于，根據上述任一所述方法制備得到。