[发明专利]一种含双硫键的可注射骨水泥及制备方法

说明书

本发明公开一种含双硫键的可注射骨水泥及其制备方法。所述含双硫键的可注射骨水泥的固体粉末中含有无机钙盐，且含酸性试剂，或固化过程会出现pH下调；固化液中含有多巯基试剂，pH>5，按0.1～10mL:g的液固比进行调和后获得。所述含双硫键的可注射骨水泥材料通过二硫键，可建立具有自修复性能的交联网络，在提高力学强度及抗溃散性能的同时，还能保留良好的注射性，使产品具有良好的综合性能。所述交联网络具有良好生物相容性及可降解性，有利于促进细胞的粘附、生长和增殖，有利于骨修复，实现细胞和血管的长入及骨组织的重建。

技术领域

本发明涉及骨水泥领域，特别涉及一种含双硫键的可注射骨水泥及制备方法。

背景技术

骨水泥可以在人体自然温度以及内部环境下任意成型，自行固化，而且无明显放热效应，最终可以转化成接近人体骨组织无机成分的物质，生物相容性较好，安全性较高，可以被机体液相降解，被骨组织吸收。

骨水泥材料的可塑型性质使其在注射型材料领域备受青睐，可将材料直接注射到骨缺损部位并快速固化,不需要提前塑性，可以微创植入，具有操作简单，对患者身体造成的创伤面小等诸多优点。

鉴于大多无机盐骨水泥材料(主要为磷系、硫系、硅系及复合无机盐等，还可掺杂镁、锌、锶等)具有脆性大、力学强度不足等缺点，大大限制了临床应用，而且往往局限于非承重骨修饰或小缺损修复。现有常见的用于改善韧性、强度等性能的方法，如{高性能化磷酸钙骨水泥的研究进展.化工进展,2006,25(5):495-501}、{骨水泥生物材料研究与开发进展.化学工业与工程,2003，20(5):303-309}等文献中公开的加入无机颗粒、纤维增强、增加有机颗粒(如明胶等)、交联剂(如柠檬酸、磷酸化壳聚糖、乳酸化壳聚糖等、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素等)、晶须等。近年来，由大量专利文献公开了复合丙烯酸酯类原料，通过形成交联网络的方式提高力学强度及抗溃散性能的复合式方法，如CN 103690992 A、CN104645418 A、CN 103550823 A等。但是由于丙烯酸酯类往往需经过引发刺激才能建立交联网络，通常需要光引发，或加入如偶氮二异丁腈等化学引发剂引发聚合，当用于骨修复时，或者临床操作不方便，或者固化时间不宜控制。

动态共价键是一种介于共价相互作用和非共价相互作用之间的弱共价相互作用，在适当的条件下可建立共价键的可逆平衡，在自修复材料领域已被广泛应用。常见的动态共价键如亚胺键、酰腙键、双硫键(也成二硫键)、硼酸酯键等。不同的动态共价键的平衡区间不同，例如双硫键在中等PH值或pH大于7时可建立动态平衡，而pH低于5时可以得到动力学稳定的产物；又如酰腙键在大多条件下稳定存在，只有在pH小于4(甚至更低)或较高温度下才会建立动态平衡；又如亚胺键具有较广的平衡常数范围，随反应物种类、浓度、pH值、温度、溶剂种类等条件而变化，可调节性大，通常在酸性条件下易破坏，在碱性条件下相对稳定，对于伯胺类反应产物，pH低于6.5时就基本分解；而对于以羟胺或肼作为反应物的肟或腙，pH低于3时亚胺键才会断裂。

文献CN 104645418 A(公开时间2015.05.27)，其粉体由半水硫酸钙和聚乙二醇二丙烯酸酯组成，在利用聚乙二醇丙烯酸酯的可交联性质的同时，还利用巯基化透明质酸和巯基化壳聚糖在中性条件下易形成分子内和分子间二硫键，使材料具有较高的交联度和粘弹性。这里尽管引入了二硫键(也即双硫键)，但并非利用其动态共价性质，而是利用其稳定产物的特性。众所周知，聚乙二醇是一种优异的抗细胞粘附、抗蛋白吸附的惰性材料，而对于骨修复而言，则需要修复材料具有良好的粘附性实现骨传导。而且聚乙二醇的链段是通过稳定的醚键连接，生物体内难以水解或酶解，只能利用其水溶性通过生理代谢排除，不利于骨长入和组织重建。

发明内容

本发明针对上述背景技术，提供一种具有良好注射性、力学强度、自愈合性(自修复性能)、抗溃散性等综合性能的含双硫键的可注射骨水泥材料。

本发明的含双硫键的可注射骨水泥拟通过以下技术方案实现，其为以下组分的反应产物：