[发明专利]具有中空贯通结构的磷酸钙骨水泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种一种含中空贯通结构的多孔骨水泥及其成型方法，属于生 物医用骨材料技术。

背景技术

本发明涉及到骨水泥中空管的制备技术。自从1976年海德其·曼玛(Hideki Monma)发现α磷酸三钙(α-TCP)具有水化硬化特性以来，各国学者对磷酸钙骨 水泥进行了广泛地研究。当磷酸钙骨水泥控制水化体系的酸碱度6＜pH＜8范围 内时，其水化产物为HA，而HA是人骨组织中无机盐的主要成分，植入人体 后可参与骨的新陈代谢，促进骨的生长，且磷酸钙骨水泥水化过程中放热少， 升温小，不会造成局部过热，因而磷酸钙骨水泥在骨缺损组织中的研究和应用 得到快速的发展。但是磷酸钙骨水泥作为骨组织工程应用的支架虽然能形成微 孔结构，但孔径及孔的连通程度都达不到临床要求，而且材料强度不足。中空 贯通结构可以为细胞提供赖以生存的三维空间，有利于细胞黏附生长，细胞外 基质沉淀，营养和氧气进入，代谢产物排出，同时还有利于血管和神经长入， 有利于骨的修复。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明目的旨在提供一种比较简单 的无煅烧方法制备中空贯通结构骨水泥材料。主要是利用硝酸钙和磷酸氢二铵 为原料，采用水热法合成羟基磷灰石粉体；以CaHPO₄·2H₂O与纯CaCO₃粉按 2∶1(mol)均匀混合，煅烧至1250℃，保温1h后在空气中急冷，获得α相的 磷酸三钙。在常温(37℃)条件下，向α-TCP粉末中加入6％HA粉，然后加 入6％的发泡剂(双氧水)成孔并在模具纵向位置插入钢针，使用注浆成型方 法，在材料终凝后迅速的抽出钢针，制备具有较大孔径(Ф为0.9mm，并可调) 中空贯通管结构的多孔α-TCP骨水泥。

用本发明制得的骨水泥材料内部具有较大尺寸的中空贯通结构，孔径约为 0.9mm(并可调)，有利于骨细胞的长入，其它弥散气孔的孔径分布范围较大， 利于骨细胞的黏附。本发明不需要复杂的反应试剂和高温煅烧条件，不但成本 低，设备简单，工艺参数也易于控制，利于骨修复的进行。

附图说明

附图为整体形貌以及截面的SEM图。图1为中空贯通管外观图， 图2为材料中大孔的扫描电镜图。

具体实施方案1

(1).急冷法制备α-TCP

将分析纯的CaHPO₄·2H₂O与分析纯CaCO₃细粉按2∶1(mol)均匀混合， 然后煅烧至1250℃，保温1h后在空气中急冷，可获得α相的磷酸三钙(疏松 的白色粉末状固体)，将烧制的粉末放入QM-35P2型行星式球磨机里进行研 磨，设置转速为720r/min，研磨4h，过250目筛，然后将其放入已编号的样品 袋中供后面的实验使用。

(2).水热法合成HA

将28.10g硝酸钙和9.24g磷酸氢二铵混合于140mL pH值为7.5(用氨水 进行调节)的蒸馏水中；同时将等量的硝酸钙和磷酸氢二铵混合于140mL pH值 为10.5的蒸馏水中，分别搅拌10min后沉淀。将pH值为7.5条件下所得沉 淀物分散于pH值为10.5条件下所得的清液中，再将重新混合后的悬浮液倒入 100mL高压反应釜中，于180℃条件下水热处理10h。冷却至室温，沉淀，用 蒸馏水将沉淀洗涤3次后于80℃条件下干燥10h，得到的HA粉放入QM- 35P2型行星式球磨机里进行研磨，设置转速为720r/min，研磨4h，过250目 筛，然后将其放入已编号的样品袋中供后面的实验使用。

(3).称取20.462克的α-TCP粉末加入6％的HA粉作为晶种，放入球磨罐中， 在星形球磨机上球磨四个小时。过200目筛后装入袋中密封，贴好标签。

取12.121克粉末，加入6％的双氧水作为发泡剂，用移液管加入蒸馏水， 每克粉料中加入约0.40ml蒸馏水，调粉末的粘稠度如牙膏一样。混合均匀后 倒入模具(Ф为0.9mm钢针纵向插入模具，并使得钢针容易拔出)后震平， 赶走气泡，将样品放入容器中，置于温度为37℃的水浴锅内，并用保鲜膜密封， 测其初凝时间为21min，终凝时间为45min，在50min时将钢针拔出，试样在 水浴锅内保温24h，然后脱模，制得含直径为0.9mm中空贯通结构的多孔骨水 泥。

具体实施方案2

实施方案2的步骤与方案1中除在第(3)步中以Ф为5mm的钢针为中 空管的成型模具外，其它步骤相同，获得的含中空贯通结构的多孔骨水泥的中 空管直径为5mm。