[发明专利]一种低温可注射丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温可注射丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法，所述低温可注射丙烯酸树脂骨水泥包括固相和液相，所述固相和液相的固液比为0.25‑0.5mL/g，以质量百分比计，所述固相包括25‑80wt％的组分A和20‑75wt％的组分B，其中所述组分A包括59.5‑99.5wt％的粉末状丙烯酸酯类聚合物和0.5‑2wt％的过氧化物引发剂，所述组分B包括颗粒状丙烯酸酯类聚合物；以容量百分比计，所述液相包括95‑99.9vol％的丙烯酸酯类单体和0.1‑5vol％的促进剂。本发明的低温可注射丙烯酸树脂骨水泥在固化过程中放热温度低，固化后未引入新的产物、单体残留量少、生物相容性良好。

技术领域

本发明涉及医用生物材料领域，具体涉及一种低温可注射丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法。

背景技术

骨质疏松症是中老年人群最常见的骨骼疾病之一。我国骨质疏松患者人数已接近1亿，并且有至少2.1亿人骨量低于正常值，是骨质疏松患者数量和潜在数量最多的国家。国际骨质疏松基金会发表的一组数据显示，全球每3秒钟就会发生一起骨质疏松性骨折，1/3的女性和1/5的男性会在50岁后遭遇一次骨折，20％的髋部骨折患者会在骨折后的6个月内死亡，一半的病人生活不能自理。而向受损伤的骨骼或椎骨中注射骨水泥，是目前治疗骨质疏松较简便而又有效的方法。

聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)不仅可以作为骨替代材料用于填充骨质缺损，如作为椎体后凸成形术(Kyphoplasty，KP)的填充材料；也可以用于增强内植入物的把持力，如注入螺钉或者假体周围达到稳定内固定物的作用。PMMA优点在于用于骨替代物，其生物相容性好，力学强度高；而作为把持力增强物，它不仅可以大幅度增加轴向的抗拔出力，也可以增加抗剪切力和扭转力，这是其他材料所不具备的，故PMMA是目前临床最常用的骨水泥。

然而在临床实际应用中，PMMA最突出的缺点就是聚合过程中大量放热，其最高温度超过人体组织可以耐受范围，从而造成其周围组织的坏死。非生理性的热效应会带来很多的不足，并最终导致治疗的失败：(1)关节置换手术时，造成周围骨组织坏死，使的PMMA无法与骨结构形成一个稳定的绞锁结构，PMMA和故结构之间存在微动，产生大量PMMA颗粒，长期累积会形成无菌性松动；(2)KP手术时，造成椎体内松质骨坏死，PMMA周围出现一个环形坏死带，此区域的力学强度差，不仅易造成骨折复位后的再次坍塌，且同一椎体再骨折的发生率也会相应增高；(3)KP灾难性的并发症就是PMMA进入椎管损伤神经，而损伤的致病因素除了力学挤压外，热灼伤起重要作用；(4)在骨折手术使用骨水泥加固时，会造成皮质骨外表面的骨膜坏死，无法形成外骨痂，最终造成骨折延迟愈合或者不愈合。故目前临床上迫切需要解决PMMA固化过程放热温度高造成的热坏死问题。

近年来，部分学者对降低骨水泥聚合温度的进行了一些研究。例如，德国专利3245956A1公开了一种基于液体单体和粉状聚合丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，催化剂和促进剂的骨水泥，该骨水泥液剂中添加了一种不参与聚合反应的表面活性液体，可以有效降低骨水泥聚合时释放的热量，但最终产物引入了表面活性液体，限制了临床应用；中国专利104784753A公开了一种具有降低热坏死效应的复合骨水泥，该骨水泥粉剂中添加了一种相变微胶囊材料(PCM)，可以降低固化时的最高温度，使其明显低于临床应用要求，虽然能够减少热坏死，但最终产物发生了变化，临床应用还有待进一步验证。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种放热温度明显降低、单体残留量低的低温可注射丙烯酸树脂骨水泥。为实现这一目的，本发明的低温可注射丙烯酸树脂骨水泥的固相中添加了粒径范围为500-2000μm的组分B，降低了固相的总比表面积，在固相总量一定时，骨水泥固化过程中，固-液界面的总反应量减少，因此本发明骨水泥在固化过程中，放热温度明显降低，可以有效改善临床使用过程中对组织产生的热灼伤、热坏死问题；另外，在固相总量一定时，因所需总反应量减少，液相比例也比目前临床产品低，故固化后的单体残留量降低，可降低因单体残留引起并发症的风险，提高了骨水泥的生物相容性。