[发明专利]包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球及制备方法和可注射骨水泥

说明书

本发明涉及一种包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球及制备方法和可注射骨水泥。包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球在可注射骨水泥上应用时，包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球是逐渐被单体润湿并溶解，溶解过程使骨水泥浆料初始粘度是逐渐变化的，可聚合反应的程度也比较平缓，放热温度也会明显降低，可以有效延长临床使用过程中的操作时间以及改善对组织产生的热损伤。

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域中的生物医用材料制备技术领域，具体是涉及一种包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球及制备方法和可注射骨水泥。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，PMMA)骨水泥具有良好力学特性和可制成任意形状的优点，被广泛应用于椎体成形术治疗椎体压缩性骨折，能迅速稳定损伤的椎体，缓解患者的症状。特别是，可注射聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥应用操作简单，对患者组织损伤小，缩短了愈合时间，减轻了患者痛苦，适应了微创外科技术的发展。

注射聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥一般包含分开包装的一份液剂和一份粉剂。典型的液剂主要由溶有活化剂和阻聚剂的MMA单体组成，粉剂主要由PMMA(或共聚物)粉末、显影剂、引发剂等组成。使用时，粉剂和液剂混合并搅拌，PMMA(或共聚物)粉末逐渐被MMA润湿、溶解，引起混合体系粘度升高。此阶段对应骨水泥混合体系的沙湿期、粘稠期，因骨水泥浆体容易扩散，有引发栓塞的风险而不能注入人体。同时，粉剂中的引发剂和液剂中的活化剂接触逐渐产生自由基引发MMA发生自由基聚合反应，引起体系粘度急剧升高，此阶段属于骨水泥混合体系的面团期，面团期的中后期因骨水泥浆体体系的粘度太高而不能通过器械注入患者体内。

可注射的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥需在粘稠期过渡到面团期这一段工作时间内将骨水泥混合物通过器械传送或导入至所需部位。对于临床操作的医生来说，骨水泥的工作时间是评价一款骨水泥实用性的重要因素。

在现有的体系中，因粉剂中的PMMA(或共聚物)粉末、显影剂、引发剂均以单独的组分进行添加。在混合时，粉剂中的引发剂与液剂中的活化剂直接接触并溶在一起构成氧化-还原体系引发MMA在室温下发生自由基聚合，自由基聚合过早开始导致了骨水泥的工作时间偏短，不利于医生的临床操作。同时，骨水泥聚合放热集中，剧烈的聚合反应导致骨水泥局部瞬态温度超过人体组织可耐受的范围，进而引起周围组织的热损伤甚至坏死。故目前临床上急需解决PMMA骨水泥固化时间短和固化过程放热温度高这两个问题。

发明内容

本发明旨在提供一种包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球，以及甲基丙烯酸甲酯共聚物微球制备方法和可注射骨水泥。

具体方案如下：

本发明提供了一种包封引发剂的甲基丙烯酸甲酯共聚物微球，包括甲基丙烯酸甲酯共聚物核结构、甲基丙烯酸甲酯共聚物壳结构以及包封在核结构和壳结构之间的引发剂，所述引发剂的大部分包封在核壳结构之间，少部分残留在壳结构表面，即有至少一部分引发剂残留在壳结构表面上。

其中，核结构由悬浮聚合的甲基丙烯酸甲酯共聚物珠粒组成，壳结构由乳液聚合的甲基丙烯酸甲酯共聚物微粒组成。

引发剂包括过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙苯、叔丁基过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种；优选地，所述的引发剂为过硫酸钾、过氧化二苯甲酰；更为优选地，所述的引发剂为过氧化二苯甲酰。过氧化二苯甲酰是一种油溶性的引发剂，可控制聚合反应在含单体的微珠内进行。同时，过氧化二苯甲酰作为骨水泥的引发剂在临床上已充分验证了其安全性，避免因引入其他新物质而带来临床上验证的问题。

甲基丙烯酸甲酯共聚物微球的粒径为1um～250um；优选地，其粒径为5～120um；更为优选地，其粒径为10～100um。如果粒径小于10um，则粉剂的总比表面积大，粉剂和液剂混合搅拌后，粉末溶解在MMA的速度快，不利于体系粘度和温度的控制；如果粒径大于100um，则粉剂的总比表面积较小，粉剂和液剂混合搅拌后，粉末溶解在MMA的速度慢，不利于体系中单体残留的控制。