[发明专利]一种高强度可注射的多相磷酸钙基骨水泥的制备方法

说明书

本发明公开了骨修复医用材料领域内的一种高强度可注射的多相磷酸钙基骨水泥的制备方法，其由α‑磷酸三钙粉末、半水硫酸钙粉末、生物活性玻璃及聚谷氨酸按一定比例混合均匀后获得的骨水泥粉末与含有甲葡胺的固化液调和均匀固化后得到高强度的骨水泥材料。该发明制备的骨水泥材料具有良好的可注射性、抗溃散性能、37℃条件下固化7天后力学压缩强度达到113.68±7.11Mpa，在降解过程中除了有Ca²⁺和PO₄^3‑还可释放促进骨诱导的Si离子，适用于PVP/PKP微创手术中椎体填充剂。此外，本发明提供的制备方法工艺简单，产品综合性能佳，可大规模生产应用。

技术领域

本发明涉及骨修复医用材料技术领域，具体涉及一种高强度可注射的多相磷酸钙基骨水泥的制备方法。

背景技术

随着生活条件和生活质量的逐步改善和提高，人类寿命普遍延长，老龄化人口所占的比例越来越大，与此同时也提高了许多疾病的发病率，骨质疏松所引起的椎体骨折或骨缺损就是老龄人口最常见的疾病，虽然，人体骨骼具有一定的自修复和再生的功能，但是，单纯依靠骨自修复功能来愈合骨缺损是行不通的。因此，需要植入骨修复材料来愈合和修复骨缺损。其中，最常用的一种骨修复材料为聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA），因其拥有良好的生物相容性、较高的力学性能和可操作性强，在球囊扩张椎体后凸成形术(Balloon kyphoplasty，BKP)和椎体成形术(Vertebroplasty，VP)中得到广泛的应用，但是，生物活性差、单体聚合后大量放热可导致手术区域组织的热坏死以及未聚合的单体具有毒性等缺点限制了PMMA在临床中的进一步应用。相比较于PMMA，磷酸钙骨水泥（Calcium phosphate cement,CPC）,则无类似PMMA反应后大量放热的现象，而且其具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导活性从而成为热门的骨修复材料，然而CPC同PMMA一样，都不具有骨诱导活性。除此之外，CPC的力学性能较差，这限制了CPC在承重部位的应用。因此，急需一种集聚良好的生物相容性、生物活性、生物降解性、骨传导活性和优异的力学性能等特点于一身的骨修复材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度可注射的多相磷酸钙基骨水泥的制备方法，该骨水泥不仅具有良好的可注射及抗溃散性能，而且还具有优异的力学性能，可以为受损部位提供足够的力学支撑。

为此，本发明是通过如下技术方案予以实现的：一种高强度可注射的多相磷酸钙基骨水泥的制备方法，包括如下步骤：

1）将α-磷酸三钙粉末、半水硫酸钙粉末及生物活性玻璃粉末作为原料，进行混合；

2）将混合后的原料，与玛瑙介质球和无水乙醇一起放入球磨机进行球磨；

3）取出球磨过的湿料，放置在60-100℃的烘箱中烘干5-10小时，得到骨水泥粉末；

4）将骨水泥粉末和聚谷氨酸粉末混合均匀后得到多相磷酸钙基骨水泥粉末，再与甲葡胺固化液相混合均匀后所得的浆料，固化成型得到高强度多相磷酸钙基骨水泥材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）聚谷氨酸不仅具有水溶性、生物降解性、高黏性等性能，且其分子链上含有大量的羧基基团，能有效结合磷酸钙骨水泥在水化反应过程中释放的游离的钙离子，从而形成形核位，诱导羟基磷灰石生成，改善骨水泥的力学性能。

（2）生物活性玻璃的引入可以提高骨水泥材料的生物活性，同时生物活性玻璃降解释放的Si离子有利于促进材料的骨诱导能力，从而加速骨再生修复。

（3）甲葡胺作为骨水泥的固化液可以减少骨水泥水化反应所用的液相，提高骨水泥的致密度从而提高其力学性能。此外，甲葡胺水溶液的pH值为碱性，可以缓解聚谷氨酸降解所引起的酸性。