[发明专利]一种可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥及其制备方法，其利用天然贝壳层层组装结构可辅助矿化生长的原理，以贝壳和二水硫酸钙为主要原料，有机转晶剂和无机转晶剂为辅助原料，采用恒温油浴加热法制得可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥。所得骨水泥具有良好的生物相容性、可降解性和诱导骨生长性，加水水化后具有可注射性、凝固性和承重性，可以用于各种形状的骨齿填充和骨缺损修复，且其制备方法操作简单，条件温和，无毒无害，原料廉价易得，易于推广。

技术领域

本发明属于骨修复材料制备领域，具体涉及一种可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥及其制备方法。

背景技术

骨缺损和不愈合是临床骨重建手术中常见的难题。自体骨移植、异体骨移植和骨替代物移植是常见的治疗骨质疾病的方法。但由于移植骨材料的稀缺以及面临异供体可能带来的免疫排斥反应，所以不能广泛应用。近年来，临床医疗中也出现了许多的骨替代材料，这些材料具有优异的生物相容性和合适的机械强度，以及骨诱导性、骨传导性和可降解性。然而，上述这些材料在作为骨修复材料时大多都需设计成固定的形态，并不能够满足形态各异的骨缺损修复。因此，开发出一种性质优异，可在手术时注射到骨缺损处，并可在短时间内自行固化且具有一定强度的可注射性骨替代材料迫在眉睫。

贝壳是生活在水边的软体动物的外套膜，是由软体动物的一种特殊腺细胞的分泌物所形成的保护身体柔软部分的钙化物。贝壳的主要成分为95%的碳酸钙和少量的有机质，组成贝壳的碳酸钙由两种不同晶型——方解石和文石组成，有机质是由甲壳素、糖蛋白和有机活性因子组成。贝壳的生物矿化过程与人体中的成骨相似，都是通过有机质因子指导和调节无机质矿化，从而形成无机质碳酸钙骨架和精密的骨组织。贝壳特殊的层层矿化微观结构，可被看做是骨组织矿化形成的天然载体。

硫酸钙俗称石膏，能够以无水硫酸钙、半水硫酸钙、二水硫酸钙三种形式存在，而用作可注射型骨修复材料的为半水硫酸钙，即医用硫酸钙。常温下硫酸钙通常以二水硫酸钙的形式存在，但在100℃-160℃高温时，二水硫酸钙会脱去1.5个水分子形成半水硫酸钙。半水硫酸钙已有100多年的临床历史，其不仅具有良好的生物相容性和可降解性，加水水化后还具有流动性和可注射性，可填充任何形状的骨缺损，凝固后具有一定的机械强度，可用作承重性的骨修复。然而，由于半水硫酸钙凝固较快，并不能满足临床的可注射性操作时间（通常5-15min）；另外，硫酸钙水泥的再吸收速率太快，不能匹配新骨形成的速率，这对骨再生产生了负面影响；硫酸盐适合骨再生，但它不能为骨缺损提供适当的微环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥，其是以贝壳和二水硫酸钙为主要原料，在有机转晶剂和无机转晶剂存在的条件下，采用恒温油浴加热法，使二水硫酸钙脱去1.5个水分子、重结晶转化而得到表面包覆贝壳粉末的可注射性骨水泥粉。

所述可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥的制备方法包括以下步骤：

（1）将有机转晶剂和无机转晶剂溶解于由无水乙醇和超纯水组成的混合溶剂中，磁力搅拌使其完全溶解；

（2）将贝壳用粉碎机粉碎、研磨，过180目滤网进行筛分，获得贝壳粉末；

（3）将贝壳粉末和二水硫酸钙加入到步骤（1）所得含转晶剂的溶液中，磁力搅拌至混合均匀；

（4）将步骤（3）所得混合液转移到三颈圆底烧瓶中，将三颈圆底烧瓶放入恒温油浴锅中，并在其上安装冷凝回流系统，然后在磁力搅拌条件下进行恒温油浴加热反应；

（5）反应完成后，迅速取出三颈圆底烧瓶，沸水抽滤三颈圆底烧瓶中的乳浊液后将所得沉淀物迅速放入烘箱中干燥，所得粉体即为可注射性贝壳/硫酸钙骨水泥粉末。