[发明专利]一种复合壳聚糖季铵盐的抗感染PMMA骨水泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用骨水泥复合材料，具体地说，是一种复合壳聚糖季铵盐的抗感染PMMA骨水泥。

背景技术

随着社会老龄人口的增加、期望寿命延长及生活质量的提高，全膝及全髋关节置换术及治疗骨质疏松性脊柱压缩骨折的PVP(PKP)技术在骨科临床的应用日益广泛。在这些手术中，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是最为常用的植入固定材料，可以达到关节假体及骨折断端的即刻可靠固定。与其他的内植物材料一样，PMMA也将会因细菌侵入和生物膜在其表面的形成而增加感染的风险。临床上初次全髋及全膝置换术后，深部感染的发生率达1%-2%，而因松动进行的关节翻修术有更高的感染率，达到初次关节置换的2-3倍。骨关节感染可能造成灾难性的后果（如截肢），并常需要取出内植物进行二次手术，给患者和社会带来巨大经济负担，因此预防和治疗感染意义重大。

全身及局部抗生素应用是预防骨关节术后感染的有效途径。局部负载抗生素的PMMA骨水泥有较好的抗菌效果，目前已成为骨关节手术预防感染的标准方法。然而，全身及局部抗生素的使用已导致多重耐药细菌菌株出现（如耐药金黄色葡萄球菌MRSA、耐药表皮葡萄球菌MRSE等），难以再应用常规植入的抗生素骨水泥，因此发展新的抗感染植入和固定材料有迫切的临床需求。

壳聚糖是从甲壳类生物体内提取出的天然无毒可吸收的有机物，大量的文献证明其具有良好的生物相容性和一定抑菌能力。然而，壳聚糖因其溶解性差而使其抗感染的应用受到限制。壳聚糖衍生物是目前抗菌材料的研究热点，已经证实具有比壳聚糖更有效的抑菌活性。研究发现壳聚糖季铵化以后，其抗菌性能增强。Tsurugai等发现N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐有抗大肠杆菌ATCC 25922和葡萄球菌属ATCC 149909的活性。含有N-长链烷基壳聚糖的季铵盐对芽孢子菌、大肠杆菌有抗菌作用。

中国专利申请号200910195678.9公开了一种壳聚糖季铵盐及其应用，所述的壳聚糖季铵盐取代度为6%-44%，还提供了壳聚糖季铵盐的新用途，可望在骨科关节假体、钉板及髓内钉等各种金属内植物表面涂层发挥其抗感染作用，另外也可作为骨的替代材料、伤口敷料等发挥作用。中国专利文献02125614.4公开了一种骨修复材料，提供了一种机械强度较高的骨修复材料：0.01-10%的甲壳素衍生物以溶液形式或复合到骨水泥系统、聚乳酸等合成高分子材料中，该发明的甲壳素衍生物可以是磷酸化甲壳素、磷酸化壳聚糖、羧丁基壳聚糖及羧基化硫酸酯化壳聚糖。但是关于复合壳聚糖季铵盐(HACC)的抗感染PMMA骨水泥目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种复合壳聚糖季铵盐的抗感染PMMA骨水泥。

本发明的再一的目的是，提供一种复合壳聚糖季铵盐的抗感染PMMA骨水泥的制备方法。

本发明的另一的目的是，提供一种复合壳聚糖季铵盐的抗感染PMMA骨水泥的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种复合壳聚糖季铵盐的抗感染PMMA骨水泥，所述的复合骨水泥由HACC、PMMA和骨水泥单体混合制成，所述的HACC与PMMA的质量比为15-30%。

所述的HACC与PMMA的质量比为20-30%。

所述的HACC与PMMA的质量比为20%。

所述的骨水泥单体与HACC和PMMA的混合物的液/粉比为1.5ml /2mg。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：所述的制备方法为将质量比15-30%的HACC与PMMA粉剂均匀混合，然后以1.5ml/2mg的液/粉比加入骨水泥单体。

所述的HACC与PMMA的质量比为20-30%。

所述的HACC与PMMA的质量比为20%。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：所述的复合骨水泥在制备骨修复材料中的应用。

本发明优点在于：

1、复合HACC的PMMA可替代目前常用的PMMA抗生素珠链，应用于骨缺损充填并预防感染、治疗慢性骨髓炎以及骨质疏松的椎体增强，达到与抗生素骨水泥类似的抗菌能力，同时避免对抗生素耐药性的产生，并可用于已对抗生素耐药的病人，具有较大的的临床应用价值；

2、弹性模量的适当降低也有助于减少治疗椎体与临近节段椎体的应力分布不均，减缓临近椎间盘的过早退变及临近椎体骨折。

附图说明

附图1A和附图1B是抗压与抗弯强度及模量分析。HACC及壳聚糖以20%的质量比与PMMA复合，其生物力学性能有所降低，但仍高于国际ISSO5833：2002确定的丙烯酸类骨水泥所达到的最低力学强度。