[发明专利]一种骨水泥材料及其制备方法

说明书

本发明一种骨水泥材料及其制备方法，一种骨水泥材料，包括质量比为2:1的固相组分和液相组分，所述固相组分包括以下质量百分比的组分：30—49%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、5—20%的BaSO₄、5—13%的过氧化苯甲酰（BPO）、5—30%的阿拉伯树胶、5—35%的纳米硅藻土、1—10%的TiO₂和1—10%的ZnO；所述液相组分包括以下质量百分比的组分：93—99%的甲基丙烯酸甲酯（MMA）、1—7%的4，4′‑二甲氨基二苯甲醇（BZN）。本发明选择PMMA骨水泥系统，采取添加纳米硅藻土和阿拉伯树胶为改性剂的方法，使骨水泥系统弯曲强度、断裂韧性提高，具有良好生物相容性和加工性能。

技术领域

本发明一种骨水泥材料及其制备方法，更具体地说，涉及一种高强度高韧性骨水泥材料及其制备方法，属于医用材料技术领域。

背景技术

骨水泥是一种在骨科手术中应用广泛的室温自凝材料。关节终末期疾病、骨肿瘤以及各类意外事故都可能严重破坏骨的正常功能，使患者失去正常的生活和行动能力，因此需要进行手术治疗，而骨水泥在其中发挥着重要的作用。在人工全髋关节置换术中，骨水泥的主要作用是填充股骨髓腔、固定人工关节假体和分散应力。在经皮椎体成形术和经皮球囊扩张椎体后凸成形术中，骨水泥被注射到骨质疏松性椎体压缩骨折患者的椎体中，能迅速缓解疼痛，并起到增加椎体强度和稳定性、防止塌陷和恢复椎体高度的作用。在各类骨修补术中，骨水泥用于重建骨缺损部位的形态，恢复其正常功能。

目前，临床上所使用的骨水泥主要有两类：聚丙烯酸甲酯骨水泥和钙盐骨水泥。聚丙烯酸甲酯骨水泥的固化机理是含碳碳双键单体的自由基聚合；钙盐骨水泥的固化主要基于组分的水化作用，这类骨水泥的主要代表是磷酸钙骨水泥。丙烯酸类骨水泥作为第一代骨水泥材料，广泛地应用于骨缺损，骨折及人工关节的黏结固定当中。但作为填充材料和固定假体由于生物相容性差，不能与骨组织牢固连接，导致松动和下沉，问题日趋突出。丙烯酸类骨水泥聚合时释放大量的热量，局部温度达85℃左右，能将周围的活组织细胞杀死。为了克服其缺点，国内外学者对丙烯酸类骨水泥进行了改性研究，但是目前为止仍存在力学强度及弹性模量不高、韧性低有待进一步改进等问题。也有很多学者对磷酸钙骨水泥进行了广泛的研究, 与丙烯酸类骨水泥相比，它具有降解活性、成骨活性及固化过程的等温性特点，但目前仍存在力学性能不足、脆性大、易折断等缺点，使其应用受到很大程度的限制。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种骨水泥材料及其制备方法，该材料弯曲强度高、断裂韧性高，具有良好生物相容性和加工性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种骨水泥材料，包括固相组分和液相组分，所述固相组分与液相组分的质量比为2:1；

所述固相组分包括以下质量百分比的组分：30—49%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、5—20%的BaSO₄、5—13%的过氧化苯甲酰（BPO）、5—30%的阿拉伯树胶、5—35%的纳米硅藻土、1—10%的TiO₂和1—10%的ZnO；

所述液相组分包括以下质量百分比的组分：93—99%的甲基丙烯酸甲酯（MMA）、1—7%的4，4′-二甲氨基二苯甲醇（BZN）。

优选地，一种骨水泥材料，包括固相组分和液相组分，所述固相组分与液相组分的质量比为2:1；

所述固相组分包括以下质量百分比的组分：35—40%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、10—15%的BaSO₄、8—10%的过氧化苯甲酰（BPO）、12—23%的阿拉伯树胶、10—20%的纳米硅藻土、4—8%的TiO₂和5—8%的ZnO；

所述液相组分包括以下质量百分比的组分：95—97%的甲基丙烯酸甲酯（MMA）、3—5%的4，4′-二甲氨基二苯甲醇（BZN）。