[發明專利]一種提高磷酸鈣磁性骨水泥磁生熱速率的方法

有效

• 申請號: 201810117590.4
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108310472B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 趙三團;李光大;張開麗;張鯤鵬;陳卉卉;理仁杰;于耀智;李景華;鮑建峰;梁高峰
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/02;A61L27/08;A61L27/50;A61L27/12
• 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

一種提高磷酸鈣磁性骨水泥磁生熱速率的方法，采用水熱法合成Fe₃O₄磁性功能相，并采用碳粉對合成的Fe₃O₄磁性功能相進行改性，然后再將改性后的Fe₃O₄磁性功能相與固相磷酸鹽粉體復合，制備磁性骨水泥。本發明使用碳粉做改性劑，將四氧化三鐵與骨水泥基質相分離，與不加入碳粉改性的材料相比，材料升溫更快速，達到升溫平衡的時間更短，有利于縮短熱療時間，減少加熱時間過長引起的熱耐受效應。

技術領域

本發明涉及生物醫用材料技術領域，具體涉及一種提高磷酸鈣磁性骨水泥磁生熱速率的方法。

背景技術

在骨水泥中加入磁性功能相，制備具有磁性的磁性骨水泥材料，是設計開發骨腫瘤術后輔助治療生物材料的一個熱點。這是由于磁性骨水泥在骨腫瘤切除后用作植骨材料，一方面可以發揮其骨缺損修復功能，起到填充、修復和增強骨組織的作用；另一方面，磁性骨水泥所擁有的磁性可以使其在交變磁場下吸收交變磁場的能量轉化成熱能，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，在加熱時會殺死或殺傷腫瘤細胞而不傷害正常細胞，預防術后腫瘤的復發與轉移，特別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。而由于是精確定位于植入病灶部位，可實現靶向熱療，副作用小，被譽為“綠色療法”。

對于磁性骨水泥而言，磁生熱性能是其至關重要的一個指標。強的磁生熱性能、在交變磁場下高的產熱比，可以使材料在較短時間達到療效，減少組織暴露在交變磁場中的時間，降低灼傷風險和其他副作用。四氧化三鐵是得到FDA批準的一種可以用于人體的磁性材料，通常，磁性骨水泥中加入的磁性功能相為四氧化三鐵。為提高磁熱療效，加入骨水泥中的的四氧化三鐵顆粒通常都為納米或微米級別的細小顆粒，而粉末材料由于比表面積高，表面反應活性高，易于與外界發生反應，進而降低材料的原始性能。特別是對于固化環境具有一定酸性條件的透鈣磷石體系骨水泥而言，具有堿性的四氧化三鐵顆粒更易在固化時發生化學反應，不僅影響到自身磁性能的發生，還會影響到骨水泥基體性能的發揮。

為了解決這個問題，可以在制備四氧化三鐵時使用一定的手段使其功能化，但是這種方法通常價格都非常昂貴，而且產量少，不適合磁性骨水泥中使用量相對較大的需求；另一個方法是在四氧化三鐵合成后再采用一定的工藝將四氧化三鐵表面功能化，這種方法工藝工程復雜，并且在后期的改性過程中，需要氮氣保護以防氧化等特殊的工藝條件，增加了時間成本和經濟成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高磷酸鈣磁性骨水泥磁生熱速率的方法，該方法簡單實用，且在人體安全交變磁場下具有良好的磁生熱性能、較高產熱比。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案為：一種提高磷酸鈣磁性骨水泥磁生熱速率的方法，采用水熱法合成Fe₃O₄磁性功能相，并采用碳粉對合成的Fe₃O₄磁性功能相進行改性，然后再將改性后的Fe₃O₄磁性功能相與固相磷酸鹽粉體復合，制備磁性骨水泥。

本發明中，Fe₃O₄磁性功能相的合成及改性Fe₃O₄磁性功能相的制備工藝包括以下步驟：

（1）稱量FeSO₄、FeCl₃和去離子水后，將稱量好的FeSO₄、FeCl₃溶解在去離子水中，攪拌至FeSO₄和FeCl₃完全溶解，形成混合溶液，備用；

（2）用堿性溶液調整混合溶液的pH至6.5，并攪拌30min，形成懸濁液，備用；