[發(fā)明專利]一種納米磷酸鈣骨水泥及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710299348.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107137771B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏陽(yáng);章非敏;秦天牧;馬俊青;陳慧敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61L27/42
• 分類號(hào): A61L27/42;A61L27/04;A61L27/02;A61L27/54;A61L27/50;A61L27/58
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 唐循文

一種納米磷酸鈣骨水泥及其制備方法，由水溶性納米材料添加到磷酸鈣骨水泥中，調(diào)拌均勻后自固化制得。本發(fā)明選擇生物相容性良好的金屬納米材料與骨水泥基質(zhì)粉體混合制備納米骨水泥，不僅使材料具有良好的機(jī)械性能，而且具有增強(qiáng)的成骨活性。還可以通過(guò)調(diào)節(jié)加入納米材料的種類和數(shù)量對(duì)納米骨水泥的性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，如通過(guò)添加磁性納米材料來(lái)賦予骨水泥以磁性，通過(guò)在一定范圍內(nèi)增加納米材料添加量來(lái)增強(qiáng)骨水泥的強(qiáng)度。本發(fā)明的納米骨水泥材料制備方法工業(yè)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，且更能滿足臨床使用需要，具備推廣價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米磷酸鈣骨水泥及其制備方法。

背景技術(shù)

口腔頜面部先天畸形、創(chuàng)傷、腫瘤、炎癥等所致的頜骨缺損不僅造成顏面畸形，還可引起語(yǔ)言、咀嚼、呼吸等口腔功能障礙，給患者生理、心理等方面帶來(lái)許多不良影響。因此，頜骨缺損一直是臨床治療的重點(diǎn)和難點(diǎn)。骨移植是最常用的治療方法，植骨材料包括自體骨、異體骨、異種骨和人工骨等。其中自體骨被認(rèn)為是治療骨缺損的“金標(biāo)準(zhǔn)”。但自體骨和異體骨來(lái)源有限，異種骨又存在抗原性強(qiáng)等問(wèn)題，使其臨床應(yīng)用受到限制。骨組織工程技術(shù)以人工骨修復(fù)骨缺損，具有損傷小、無(wú)抗原性或抗原性甚微，可以準(zhǔn)確重建缺損骨的形態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。

磷酸鈣骨水泥是20世紀(jì)90年代初研制成功的一種具有生物活性的自固型、非陶瓷羥基磷灰石類人工骨材料。其生物相容性好，在固化結(jié)晶過(guò)程中不產(chǎn)熱，可任意塑形和逐漸降解，并可誘導(dǎo)骨組織長(zhǎng)入，符合臨床骨缺損修復(fù)的需要。磷酸鈣骨水泥也被用作生長(zhǎng)因子的緩釋載體和構(gòu)建組織工程骨。但其存在缺點(diǎn)，如凝固速度慢，強(qiáng)度低、力學(xué)性能差，脆性大且承受載荷的能力差，成骨速度慢，大大限制了應(yīng)用。

以納米材料對(duì)磷酸鈣骨水泥進(jìn)行改良是一條可行之路。目前開(kāi)發(fā)的納米磷酸鈣骨水泥主要集中在無(wú)機(jī)非金屬類納米材料，如納米二氧化硅、納米殼聚糖、納米晶體纖維素等。這些無(wú)機(jī)非金屬類納米材料的添加使磷酸鈣骨水泥中的孔隙和裂紋減少，顆粒尺寸減少，同時(shí)納米材料可以發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)增韌的作用，從而提高了磷酸鈣骨水泥的強(qiáng)度。但是對(duì)其成骨性能方面，還需要通過(guò)添加藥物或者生長(zhǎng)因子的方式進(jìn)行進(jìn)一步改良。基于此，開(kāi)發(fā)可以同時(shí)改良物理機(jī)械性能又可增強(qiáng)成骨活性的納米磷酸鈣骨水泥亟待解決。

金屬納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其具有增強(qiáng)添加物和活性藥物的雙重功能。比如具有超順磁性的γ三氧化二鐵，作為磁共振造影劑已通過(guò)FDA的認(rèn)證。近年來(lái)，其也開(kāi)始被添加入骨組織工程的支架材料中以提高支架的機(jī)械強(qiáng)度和生物活性。添加的鐵元素隨支架的降解而在局部逐步釋放，可提高干細(xì)胞線粒體活性和成骨相關(guān)基因的表達(dá)。γ三氧化二鐵賦予支架超順磁性，可作為磁性標(biāo)記的生長(zhǎng)因子或干細(xì)胞的靶目標(biāo)而實(shí)現(xiàn)定向作用。磁性支架在外加磁場(chǎng)的輔助下可固定于植入的骨缺損區(qū)，減少移位。納米金具有良好的納米表面效應(yīng)、量子效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)，它具有很多良好的化學(xué)特性，比如抗氧性和生物相容性，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種具有良好機(jī)械性能和成骨活性的磷酸鈣骨水泥。 同時(shí)還提供該納米骨水泥的制備方法。

技術(shù)方案：一種納米磷酸鈣骨水泥，是由水溶性納米材料添加到磷酸鈣骨水泥中，調(diào)拌均勻后自固化制得。

上述磷酸鈣骨水泥為磷酸四鈣[Ca₄（PO₄）₂O]和無(wú)水磷酸氫鈣[CaHPO₄]體系；所述磷酸四鈣顆粒尺寸范圍為1μm~80μm；無(wú)水磷酸氫鈣尺寸范圍為0.4μm~3μm；磷酸四鈣與無(wú)水磷酸氫鈣的摩爾比為1:1-1:3，混合后得到磷酸鈣骨水泥的粉體。

上述水溶性納米材料為表面修飾的納米金、納米γ三氧化二鐵、納米α三氧化二鐵，及上述材料穩(wěn)定的單分散性膠體溶液或干燥后得到的固體顆粒。

上述表面修飾物為二巰丁二酸（DMSA）、聚葡萄糖山梨醇羧甲醚（PSC）、聚乙二醇（PEG）或檸檬酸，尺寸為5 nm~100nm。