[發明專利]一種低溫敏感磁性磷酸鈣骨水泥的制備方法

有效

• 申請號: 201810117150.9
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108129047B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李光大;張開麗;薛云;呂舒心;張楠;張可馨;張鯤鵬;趙三團;馮文坡;商文超;梁高峰
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C04B12/02
• 分類號: C04B12/02;C01G49/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

一種低溫敏感磁性磷酸鈣骨水泥的制備方法，利用溶膠?凝膠法合成鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體；然后使用二氧化硅對鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體進行改性；再將改性后的鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體按一定比例與固相磷酸鹽粉體復合，制得磁性骨水泥。本發明制得的磁性骨水泥，居里溫度約70℃，磁生熱能力強，磁熱平衡的時間短，在保證熱療有效性的前提下，能夠有效提高安全性；在342kHz，1×10³A/m大小的交變磁場下，1?3min左右即可以達到加熱平衡，生熱效果良好。

技術領域

本發明涉及生物醫用材料技術領域，具體涉及一種低溫敏感磁性磷酸鈣骨水泥的制備方法。

背景技術

骨水泥通常是由固相和液相調后固化而成，由于其在固化前先經歷漿料階段時，具有可注射性，利于開展微創手術，而固化前在面團期時又可以任意塑性，有利于臨床植入臨時賦形，因此，骨水泥在臨床上很受歡迎，使用廣泛。磷酸鈣骨水泥由于其成分與組織相似，固化放熱小，生物相容性更好，成為骨水泥發展的新一代，設計開發新型磷酸鈣骨水泥是生物材料領域的熱點。

磁性磷酸鈣骨水泥可用作骨腫瘤切除后的植骨材料，一方面，其可以發揮骨修復功能，填充骨缺損，修復和增強腫瘤切除后的骨組織；另一方面，當暴露在交變磁場下時，磁性骨水泥的磁性功能相可以使材料吸收交變磁場的能量，通過磁滯發熱等原理將磁場能量轉化成熱能，加熱病變組織。利用腫瘤細胞比正常細胞對熱更敏感的特點：正常細胞可以耐熱到40多度的高溫，而腫瘤細胞則在40多度的時候死亡，在加熱時會選擇性殺死或殺傷腫瘤細胞而不傷害正常細胞。這樣通過磁熱療的方式，可以預防術后腫瘤的復發與轉移，該法靶向定位準，副作用小，被譽為“綠色療法”。特別是對于那些對放療和化療都不敏感的骨腫瘤的術后治療，該法無疑帶來了新的希望。日本Matsumine等人的臨床試驗表明，磁性磷酸鈣骨水泥能夠有效地預防術后骨腫瘤復發與轉移。

而對于輔助骨腫瘤術后治療的磁性骨水泥而言，預防其潛在的過熱加熱風險是一個呈待解決的問題。這是由于骨處于人體內部，檢測溫度相對較難，熱療時單憑經驗以及病人的反應判斷控制治療條件難免會出現失誤，一旦控制不好，加熱溫度過高，就會導致旁邊正常的肌肉或神經等組織過度加熱而壞死，這將對病人的病情雪上加霜，后果不堪設想。

對于磁性材料而言，會存在一個居里溫度點，當溫度高于此溫度點時，材料的磁性消失，磁生熱能力消失，而低于這個溫度點時，材料的磁性恢復，磁生熱能力回復。實際上磁性材料自己具有“溫度開關”的功能。但目前在開發的磁性骨水泥時，大多都使用四氧化三鐵作為磁性功能相，四氧化三鐵雖然生物相容性好，磁生熱能力強，但是其居里溫度高達500℃以上，即理論上只有溫度達到500℃時該類材料才能停止加熱。所以，潛在的過熱加熱風險實在令人擔憂。考慮到骨組織部位血管排布豐富，散熱性能良好，而骨水泥是以塊體形式使用，所以，為保證有效加熱，居里溫度設計到60-80℃比較合理。亦有開發使用低居里點的錳鋅鐵氧體作為磁性骨水泥磁性功能相的方法，但目前使用的納米錳鋅鐵氧體的制備工藝復雜，條件控制苛刻，產量低，對于磁性骨水泥這種使用量較大的需求而言，成本相對較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種低溫敏感磁性磷酸鈣骨水泥的制備方法，制得的磁性骨水泥的居里溫度約為70℃，在可防止人體組織加熱的安全交變磁場下，能產生良好的磁生熱效應，且升溫速率較快。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案為：

一種低溫敏感磁性磷酸鈣骨水泥的制備方法，利用溶膠-凝膠法合成鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體；然后使用二氧化硅對鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體進行改性；再將改性后的鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體按一定比例與固相磷酸鹽粉體復合，制得磁性骨水泥。

其中，合成鑭鍶錳鐵氧體磁性粉體的工藝包括以下步驟：

（1）、稱取硝酸溶液與三蒸水混合并攪拌，配制成濃度為0.1-0.2mol/L的硝酸溶液；