[發明專利]聚酸酐改性的可控生物降解磷酸鈣骨水泥的制備方法及其產品和應用

在審

• 申請號: 202011394591.7
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112546294A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 崔大祥;楊迪誠;徐艷;朱君
• 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;A61L27/18;A61L27/50;A61L27/58
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明涉及是一種聚酸酐改性的可控生物降解磷酸鈣骨水泥的制備方法，通過固相反應法制備α?磷酸三鈣（α?TCP），作為磷酸鈣骨水泥粉末的主體成分；在粉末中添加一定比例的聚酸酐粉末充分混合均勻制備得到骨水泥粉末；將該粉末與含有磷酸氫二鈉的固化液按一定固液比進行調和，固化得到磷酸鈣骨水泥。通過控制聚酸酐的化學成分和比例，實現骨水泥生物降解速率的調控。本發明以聚酸酐為改性劑，其酸性降解產物能降低材料周圍的pH值，促進磷酸鈣的降解，實現骨水泥生物降解速率可控。所用材料生物相容性良好，制備方法簡單，便于擴大生產，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種生物醫用材料技術領域的方法，具體是一種聚酸酐改性的可控生物降解磷酸鈣骨水泥的制備方法及其產品和應用。

背景技術

磷酸鈣類骨水泥以其良好的生物相容性、骨傳導性、骨誘導性和生物可降解性[Apelt D, Biomaterials, 2004]，作為臨床骨修復替代材料受到了很大的關注。但由于磷酸鈣骨水泥固化形成的產物，如羥基磷灰石、缺鈣型羥基磷灰石等，在體內降解速度較慢，臨床上常常遇到材料降解速度與新骨生長速度不匹配的問題，延長了修復部位的自愈時間。

聚酸酐是美國FDA批準的可應用于臨床的可降解生物材料，常用于藥物的控制釋放方面的研究和應用。合成的聚酸酐種類包括脂肪族聚酸酐、芳香族聚酸酐、不飽和聚酸酐、可交聯聚酸酐等，其中脂肪族、芳香族共聚酸酐的降解速率可通過調節共聚單體的比例來控制。聚酸酐的體外降解為表面溶蝕機制，可實現長時間降解，降解產物呈酸性，能降低材料周圍的pH值，從而進一步催化自身水解，其降解過程呈自加速現象。

發明內容

本發明目的在于提供一種聚酸酐改性的磷酸鈣骨水泥的制備方法。

本發明的再一目的在于：提供一種上述方法制備的聚酸酐改性的磷酸鈣骨水泥產品。

本發明的又一目的在于：提供一種上述產品的應用。

本發明目的通過下述方案實現：一種聚酸酐改性的可控生物降解磷酸鈣骨水泥的制備方法，其特征在于通過固相反應法制備α-磷酸三鈣（α-TCP），作為磷酸鈣骨水泥粉末的主體成分；在粉末中添加一定比例的聚酸酐粉末充分混合均勻制備得到骨水泥粉末；將該粉末與含有磷酸氫二鈉的固化液按一定固液比進行調和，固化得到磷酸鈣骨水泥，通過控制聚酸酐的化學成分和比例，實現骨水泥生物降解速率的調控，包括以下步驟：

（1）按摩爾比2:1混合磷酸氫鈣與碳酸鈣，干燥后用馬弗爐在1250-1400℃煅燒2-4h后取出，鼓風環境下急速冷卻，之后用氧化鋯球磨，乙醇為球磨介質，450rpm濕法球磨4h，80℃烘箱中干燥，得到粒徑均一的α-TCP粉末；

（2）將所得的α-TCP粉末與聚酸酐粉末按質量比99:1-8:2進行混合，得到骨水泥粉末；

（3）將上述骨水泥粉末與固化液按固液比2-3g/mL進行調和，即可得到可控生物降解磷酸鈣骨水泥，所述固化液為質量分數為2.5%的磷酸氫二鈉溶液。

本發明針對以上背景與不足，提供了一種聚酸酐改性的磷酸鈣骨水泥及其制備方法，通過控制改性劑聚酸酐的成分和骨水泥制備工藝，實現磷酸鈣骨水泥生物降解性能的調控，克服其降解速度較慢的不足。

步驟（1）所述的磷酸氫鈣與碳酸鈣的混合方式為純水介質中濕法球磨，球磨速度為400rpm，球磨時間為2-4h；干燥方式為置于80℃烘箱中干燥過夜。

步驟（2）所述的聚酸酐粉末包括脂肪族聚酸酐、芳香族聚酸酐、共聚聚酸酐、不飽和聚酸酐中的一種或兩種及以上組合，所述混合方式為使用瑪瑙球磨罐進行低速干法球磨。

步驟（3）所述可控生物降解磷酸鈣骨水泥在0.01M PBS溶液中一個月內降解率在質量分數20%以上。

本發明還提供了一種聚酸酐改性的可控生物降解磷酸鈣骨水泥，根據上述任一所述方法制備得到。