[發(fā)明專利]一種具有良好可注射性的磷酸鈣骨水泥及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110463584.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113082296B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董寅生;占韻;郭超;黃志海;儲(chǔ)成林;盛曉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/42
• 分類號(hào): A61L27/42;A61L27/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有良好可注射性的磷酸鈣骨水泥及其制備方法，該磷酸鈣骨水泥包含固相組成物和液相組成物混合制得，其中固相組成物包括以下物質(zhì)制成(質(zhì)量百分比)：滑石粉1?4％、有機(jī)添加劑1?5％、余量為α?磷酸三鈣。液相組成物包括以下物質(zhì)制成(質(zhì)量百分比)：一水檸檬酸6?8％、十二水磷酸氫二鈉7?9％、水。固相組成物組成簡(jiǎn)單，制備固相組成物的方法快速、高效。制得的骨水泥漿體的內(nèi)聚力強(qiáng)，注射過(guò)程中不發(fā)生固液分離現(xiàn)象，可注射性和抗壓強(qiáng)度均較好，抗壓強(qiáng)度為30?45MPa，可以按需定制具有良好注射性和不同抗壓強(qiáng)度的骨水泥。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有良好可注射性的磷酸鈣骨水泥及其制備方法，屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

骨水泥是一種可注射的自固化材料，廣泛應(yīng)用于硬組織修復(fù)，如骨科、正畸和整形外科。這類可注射生物材料通常經(jīng)歷一個(gè)從流體或粘性狀態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)變，處于流體或粘性狀態(tài)的骨水泥可以通過(guò)針頭或套管注射到目標(biāo)部位，最終的固化狀態(tài)具有固定的幾何結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度。目前，臨床上常用的骨水泥主要有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥和生物陶瓷類骨水泥。PMMA骨水泥的生物相容性和生物活性較差，不可降解，聚合過(guò)程中放出大量熱，可造成骨水泥周圍組織壞死，甚至造成周圍神經(jīng)損傷。生物陶瓷類骨水泥主要有磷酸鎂骨水泥、硫酸鈣骨水泥、硅酸鈣骨水泥以及磷酸鈣骨水泥。磷酸鎂骨水泥不具有骨誘導(dǎo)性，在制備過(guò)程中會(huì)釋放大量反應(yīng)熱，導(dǎo)致凝固時(shí)間過(guò)短，必須使用緩凝劑來(lái)減緩反應(yīng)進(jìn)程。硫酸鈣骨水泥機(jī)械性能較差，在體內(nèi)的降解速度太快，且其降解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會(huì)引起植入?yún)^(qū)微環(huán)境pH值下降，導(dǎo)致周圍組織產(chǎn)生無(wú)菌炎癥反應(yīng)。硅酸鈣骨水泥抗壓強(qiáng)度較低，與人體組織成分差別較大，不具備生物活性。磷酸鈣骨水泥是一種新型的骨組織修復(fù)和填充材料，其組成與人體骨的成分相同，固化產(chǎn)物與天然骨的無(wú)機(jī)成分相似，因此具有良好的生物相容性，同時(shí)它還具有良好的骨傳導(dǎo)性，在自身降解過(guò)程中，能刺激周圍骨組織的生長(zhǎng)。

一般而言，磷酸鈣骨水泥是由兩種或兩種以上磷酸鈣鹽與水或水溶液混合后，形成一種具有可塑性的調(diào)和漿，并且能在植入生物體后逐漸固化，形成骨組織的替代材料。磷酸鈣骨水泥的抗壓強(qiáng)度一般在20-30MPa，介于松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨之間。α-磷酸三鈣(α-TCP)可以發(fā)生水化反應(yīng)生成缺鈣羥基磷灰石(CDHA)，且在溶液中的溶解度大，因此常用作磷酸鈣骨水泥固相的主要成分。α-TCP骨水泥的常見(jiàn)固相組成有α-TCP+磷酸氫鈣(DCPA)+碳酸鈣(CaCO₃)+聚羥基脂肪酸(PHA)或者α-TCP+CaCO₃+磷酸二氫鈉(MCPM)等，存在固相組成多，制備、混合工藝流程復(fù)雜、繁瑣的不足。

磷酸鈣骨水泥為純無(wú)機(jī)材料，其漿體在注射過(guò)程中容易發(fā)生固液分離現(xiàn)象，導(dǎo)致可注射性較差，不利于臨床應(yīng)用。在無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)外科手術(shù)中，磷酸鈣骨水泥須同時(shí)具有良好的可注射性與抗壓強(qiáng)度。有研究在磷酸鈣骨水泥固相中引入羥基磷灰石、氧化石墨烯、碳纖維等不同種類無(wú)機(jī)添加劑，抗壓強(qiáng)度得到明顯提高，但對(duì)可注射性沒(méi)有任何影響，甚至使可注射性降低。還有研究在磷酸鈣骨水泥液相中引入聚乙烯醇、海藻酸鈉等有機(jī)添加劑，增加骨水泥漿體的粘度，對(duì)可注射性有一定的改善作用，但由于有機(jī)添加劑會(huì)阻礙固相水化反應(yīng)，減少水化產(chǎn)物缺鈣羥基磷灰石的含量，抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種具有良好可注射性的磷酸鈣骨水泥，本發(fā)明的第二目的是提供一種該磷酸鈣骨水泥的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種具有良好可注射性的磷酸鈣骨水泥，該磷酸鈣骨水泥包含固相組成物和液相組成物混合制得；其中所述固相組成物按質(zhì)量百分比包括以下物質(zhì)制成：滑石粉1-4％、有機(jī)添加劑1-5％、余量為α-磷酸三鈣；所述液相組成物按質(zhì)量百分比包括以下物質(zhì)制成：一水檸檬酸6-8％、十二水磷酸氫二鈉7-9％、余量為水。

進(jìn)一步地，所述的有機(jī)添加劑為殼聚糖或玉米淀粉。

進(jìn)一步地，所述液相組成物與固相組成物的液固比為0.35-0.45mL：g。

本發(fā)明所述的磷酸鈣骨水泥的制備方法，包括以下步驟：