[发明专利]具有抑菌性的可注射型硫酸钙骨水泥及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有抑菌性的可注射型硫酸钙骨水泥及制备方法，属于生物医用材料，主要用于骨组织修复。

背景技术

由于意外事故、创伤或疾病会导致骨损坏或骨缺损，传统的外科手术不仅费用昂贵，而且还会给患者带来痛苦。一直以来，为了寻求理想的骨移植材料，许多科研人员不懈的努力着。可注射型骨水泥可以注入不规则的骨缺陷中，发展可注射型骨移植替代物有利于骨折治疗。硫酸钙是在临床应用中使用历史最长的可注射型骨移植替代，广泛应用于治疗骨损伤如桡骨远端骨折。硫酸钙骨水泥作为骨修复材料已有100多年的历史，因其可原位自固化，具有可注射性和骨诱导性，且能够完全降解等优点使其成为良好的骨修复材料，但其生物活性低、降解速率快等缺点又制约了它的发展与临床应用，而且在经过骨移植或股填充手术后，经常会有感染现象发生。

为了符合临床应用的要求，硫酸钙骨水泥必须有良好的可注射性、生物活性和相容性，以及足够的机械性能，而且其应该是制备简单、手术过程中易操作的。尽管在过去几十年里硫酸钙骨水泥材料得到很大的发展，且在临床应用上也取得了一定的进展，但是仍然需要进一步改进和完善。现如今有许多科研工作者致力于对硫酸钙骨水泥的改性研究，但通过氧化石墨烯/纳米银的复合材料来使硫酸钙骨水泥具有抑菌性，并改善其性能的研究很少见到。

半水硫酸钙具有水硬性，遇到水溶液后通过原位自固化变成高强度的二水硫酸钙；二水硫酸钙能够促使成骨细胞附着，促进成骨，同时破骨细胞能够吸收硫酸钙，使其实现生物降解。但是在临床应用中，因硫酸钙的降解速率比新骨生成的速率快，容易导致手术失败。

氧化石墨烯(graphene oxide，GO)有许多官能团，如-OH、-COO、-C＝O等，其具有较大的比表面积和较强的力学性能。含氧官能团可以使GO在水中均匀分散，较大的表面积可以使GO成为一种载体，为其他材料的附着提供落脚点。

人工骨移植材料植入人体后极易发生感染等并发症，银是一种常用的广谱抗菌材料，与其他抗生素相比的优势在于其无耐药性。有研究表明，银离子能够穿透细菌的细胞壁，并能导致细菌DNA结构变性，阻碍细菌DNA复制，从而导致细菌死亡。但在骨水泥自固化过程中使用氧化石墨烯/纳米银复合材料增强硫酸钙骨水泥的理化性能和抑菌性的研究还未见报道。

由于单独的硫酸钙骨替代物存在强度不足、降解速率与新骨再生速率不相符等缺点，因此，将硫酸钙与其他有益的物质按照一定的比例组合制备而成的骨移植材料，可以对其取长补短，改善硫酸钙骨水泥的性能，从而获得一种理想的人工骨修复材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的具有抑菌性的可注射型硫酸钙骨水泥及制备方法，通过该方法制得的骨水泥材料具有抗溃散性强、可注射性好、强度高的特点，同时还具有良好的生物相容性、生物可降解性和抑菌性。

本发明的技术方案如下：

一种具有抑菌性的可注射型骨水泥材料，包括粉剂和固化液，粉剂由半水硫酸钙和掺5％锶的羟基磷灰石混合而成,其组份和百分含量是:半水硫酸钙:70％～80％,掺5％锶的羟基磷灰石：20％～30％；固化液为GO-nAg水溶液，其中GO的浓度为0.004％，Ag的浓度为0.1～0.3％。

本发明的具有抑菌性的可注射型骨水泥材料的制备方法，包括如下步骤:

(1)按照比例制备半水硫酸钙和掺5％锶的羟基磷灰石的混合粉剂；

(2)按照0.5ml/g的液固比加入固化液混合,搅拌均匀,室温固化形成具有抑菌性的可注射型骨水泥。

所述的半水硫酸钙为α一半水硫酸钙。这里固化液是指Ag的浓度为0.1％～0.3％的GO-nAg水溶液。