[发明专利]一种抗溃散钙硅基复合骨水泥及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种抗溃散钙硅基复合骨水泥及其制备方法和应用，所述钙硅基复合骨水泥由固相原料与液相原料按照液固比为0.4~1.2 mL/g的比例调和得到，其中，所述固相原料为钙硅基材料，所述液相原料为海藻酸钠溶液。本发明利用钙硅基骨水泥和海藻酸钠的特性，制备出新型的可注射的钙硅基生物活性骨水泥，制备方法简单。该复合骨水泥材料具有优异的可注射性、可塑性及抗溃散性，适用于牙科、骨科等用途。

技术领域

本发明属于医用生物材料领域，涉及一种具有抗溃散性能的钙硅基复合骨水泥材料及其制备方法和应用。该可注射性材料作为人体硬组织填充修复材料，可用于牙科、骨科等用途。

背景技术

骨缺损是骨科中最常见的疾病，需要大量的骨修复材料来治愈和修复，因此研制各种适合于人体骨缺损修复的生物医用材料具有重要的社会意义。在无机骨修复材料领域，相比于块状的生物陶瓷材料，自固化材料因其具有低温固化、可注射、可根据骨缺损部位的形状任意塑形的独特性能(Journal of the Ceramic Society of Japan1991；99:954-64)得到广泛的关注及应用。

目前，临床应用上的无机骨水泥主要包括硫酸钙(Calcium Sulfate Cement,CSC)(Journal of Inorganic Materials2013；28:795-803)、磷酸钙(Calcium PhosphateCement,CPC)(Journal of Applied Biomaterials&Functional Materials 2012；10:2-11)等，但是传统的骨水泥存在缺乏生物活性(Journal of Materials Science-Materialsin Medicine2013；24:355-64)、降解速度和骨生成速度不匹配(Acta Biomaterialia2014；10:3279-87；Journal of Spinal Disorders&Techniques 2012；25:333-7)等问题。因此，研制开发新型骨水泥体系具有十分重要的意义。研究表明，以硅酸三钙(Ca₃SiO₅)(Journal of Biomedical Materials Research Part A2008；85A:336-44)、硅酸二钙(Ca₂SiO₄)(Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials2005；73B:244-51)为代表的新型钙硅基骨水泥与水调和后形成的水泥浆体具有自行固化、任意塑形的特点，并且该体系骨水泥具有良好的生物活性和降解性，在降解过程中溶出的硅离子能促进成骨细胞增殖和分化(Journal of Materials Chemistry2009；19:1183；Journal of Dentistry 2014；42:517-33)。但是，钙硅基骨水泥存在抗溃散性差、凝固时间长、力学强度偏低等一系列的问题，并且在注射过程中会产生严重的固液分离现象。Liu等人(International Journal of Applied Ceramic Technology 2011；8:560-565)将硅酸三钙(C₃S)、硅酸二钙(C₂S)两种粉体复合，通过调控两种粉体的比例对骨水泥的理化性能进行一系列的调控，并且能够有效缩短骨水泥的凝固时间、提高骨水泥的抗压强度。然而这些工作仍无法克服钙硅基骨水泥固有的缺点，这将导致骨水泥在应用中容易被血液冲散，在注射过程中产生严重的固液分离等问题。因此，研制一种既具有生物活性又具有优异的抗溃散性、可注射/可塑形的新型骨水泥是十分必要的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明的目的在于提供一种具有抗溃散特性的的钙硅基复合骨水泥。其中钙硅基骨水泥能够自行固化，并且该体系骨水泥具有良好的生物活性和降解性，在降解过程中溶出的硅(Si)离子能促进成骨细胞增殖和分化；海藻酸钠(SA)会同钙(Ca)离子反应生成海藻酸钙水凝胶，有效抑制了钙硅基骨水泥的溃散。