[发明专利]一种可注射型抗菌骨水泥及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可注射型抗菌骨水泥及制备方法和应用，包括粉体和液体两部分；粉体和液体的质量比2.5～1:1；粉体由银、锶共掺杂纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙组成，其中半水硫酸钙质量百分含量为50％～95％，银、锶共掺杂纳米羟基磷灰石为5％～50％；所述的半水硫酸钙为α‑半水硫酸钙；液体由水或有机物水溶液组成；骨水泥植入体内后，银锶元素同步降解释放，银缓释降解赋予骨水泥良好的抗菌效果，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有明显的抑菌作用；锶的缓释降解提高了骨水泥的生物相容性、生物降解性，并在一定程度上提高了骨水泥的成骨活性。骨水泥具有抗菌、可注射性好、抗压强度高的特点，用于多种骨折固定和骨缺损的填充修复。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种可注射用于骨组织修复兼具抗菌性的骨水泥；特别是一种可注射型抗菌骨水泥及制备方法和应用。

背景技术

人工骨修复是目前治疗骨缺损较为理想的方法。硫酸钙作为一种传统的骨修复材料，以其良好的生物相容性、可注射性、骨传导性等在骨修复方面具有良好的应用前景：自1892年Dressman首次使用硫酸钙成功治愈骨缺损以来，硫酸钙骨修复材料逐渐发展，1996年美国Wright公司研制生产了外科级硫酸钙骨水泥并通过美国FDA及欧洲各国认证；美国Wright公司又生产出了新一代可注射型植骨材料——MIIG骨水泥，不仅临床疗效和生物学性质更加确切、稳定，而且为微创治疗骨缺损提供了一种有效途径；此外，Biocomposites公司生产的新一代可载药的注射型人工骨Stimulan在为新生骨形成提供临时支架的同时，还能够为抗生素的释放起到缓释载体的作用。但是，硫酸钙骨水泥同时也存在可注射时间较短、缺乏骨诱导活性等缺点。

羟基磷灰石具有良好的生物活性和生物相容性，对新骨生长具有诱导作用。但是羟基磷灰石机械强度低、降解速度慢等缺点在一定程度上限制了其应用。锶(Sr)作为一种人体的微量元素，不仅可以增加成骨细胞相关基因的表达和间充质干细胞碱性磷酸酶活性，而且可以阻碍破骨细胞的分化，有利于细胞增殖，达到更好的成骨效果。掺锶羟基磷灰石是在羟基磷灰石中掺锶后形成的置换式固溶体，根据文献报道，含有较低剂量的锶(一般低于10％)的掺锶纳米羟基磷灰石能够提高其生物降解性和生物相容性，甚至能在一定程度上提高其骨诱导活性。

人工骨修复材料植入后也极易发生感染等并发症。银(Ag)作为一种最常见抗菌剂已经得到广泛研究，其对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有良好的抗性，但将银锶双元素共掺杂改善羟基磷灰石的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的具有抗菌性的可注射型骨水泥及制备方法，在羟基磷灰石中同时引入银、锶元素，替代钙元素生成银、锶双元素共掺杂羟基磷灰石，银的掺杂赋予羟基磷灰石抗菌性，锶的掺杂赋予羟基磷灰石骨诱导性，将合成的银、锶共掺杂羟基磷灰石与硫酸钙复合制备可注射型抗菌骨水泥，制得的骨水泥具有抗菌性好、可注射、强度高的特点，同时还具有良好的生物相容性和骨诱导性。

本发明采用的技术方案是：

一种可注射型抗菌骨水泥，包括粉体和液体两部分；粉体和液体的质量比2.5～1:1；

粉体：由银、锶共掺杂纳米羟基磷灰石和半水硫酸钙组成，其中半水硫酸钙质量百分含量为50％～95％，银、锶共掺杂纳米羟基磷灰石为5％～50％；所述的半水硫酸钙为α-半水硫酸钙；

液体：由水或有机物水溶液组成；具体选用下面的一种：

0.05～3％的海藻酸钠水溶液；0.05～3％的透明质酸钠水溶液；0.01～1％的聚乙烯醇水溶液；0.01～1％的聚乙二醇水溶液；0.01～5％的羧甲基纤维素钠水溶液或注射水；特别选用0.05～3％的海藻酸钠水溶液。

在银、锶共掺杂纳米羟基磷灰石中，摩尔比Ag/(Ag+Sr+Ca)为0.01～0.3:10，Sr/(Ag+Sr+Ca)为0～5:10，Sr元素含量为0时，制备的为掺银纳米羟基磷灰石。