CN106267365A - 一种增强活性可注射骨水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强活性可注射骨水泥及其制备方法,其骨水泥包括如下组分为:磷酸三钙、聚乳酸、硫酸钙、珊瑚粉、阿魏酸、丝素蛋白、滑石粉、硫酸钡、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、氧化锌、草酸钽、聚醚醚酮、聚乙烯吡咯烷酮、甲基‑β‑环糊精、马来酰化壳聚糖、生理盐水。本发明的可注射骨水泥具有良好的可注射性,且抗压强度和抗弯强度高,满足骨修复材料的力学性能的要求。此外,本发明的骨水泥细胞相容性好,具有较好的骨传导性,有利于促进骨组织自愈合修复,提高骨水泥与骨的结合牢固性,以满足更好的临床应用需求。
Description
技术领域
本发明属于医用材料技术领域,具体涉及一种增强活性可注射骨水泥及其制备方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥是目前临床上应用最多的一种普通骨水泥,它由粉体和液体两部分组成,粉体主要成分为PMMA,液体主要成分是MMA单体。PMMA骨水泥可注射成型和制成任意形状,力学强度较高,但PMMA骨水泥还存在一些局限性,例如单体具有一定的毒性,生物相容性较差,注入人体后不能吸收降解,同时其无成骨作用,与骨结合不牢固,易松动,并且聚合过程中为放热反应,局部温度高达100℃,若发生渗漏可能造成神经等功能损伤。因此,为了解决以上至少一种技术问题,我们提供一种增强活性可注射骨水泥,提高骨水泥的可注射性、生物相容性、骨传导性以及成骨性能,同时提高骨水泥与骨的结合牢固性,以满足更好的临床应用需求。
发明内容
为此,本发明提供一种增强活性可注射骨水泥及其制备方法,解决上述技术问题中的至少一种不足。
为此,本发明提供一种增强活性可注射骨水泥,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙35-48份、聚乳酸16-25份、硫酸钙9-18份、珊瑚粉2-7份、阿魏酸1-4份、丝素蛋白2-5份、滑石粉4-8份、硫酸钡6-11份、鹿瓜多肽0.5-3份、天麻素2-6份、维生素C 4-9份、氧化锌2-6份、草酸钽0.7-4份、聚醚醚酮3-9份、聚乙烯吡咯烷酮2-6份、甲基-β-环糊精1-4份、马来酰化壳聚糖5-11份、生理盐水45-67份。
根据本发明的一个实施方式,其中,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙37-46份、聚乳酸18-23份、硫酸钙10-17份、珊瑚粉3-6份、阿魏酸1.5-3.2份、丝素蛋白2.4-4.1份、滑石粉4.6-7份、硫酸钡6.5-9份、鹿瓜多肽0.8-2.5份、天麻素2.3-5.1份、维生素C 4.7-8.4份、氧化锌3-5.6份、草酸钽0.9-2.5份、聚醚醚酮3.6-8.2份、聚乙烯吡咯烷酮2.4-5.2份、甲基-β-环糊精1.3-3.2份、马来酰化壳聚糖5.8-10.3份、生理盐水48-63份。
根据本发明的一个实施方式,其中,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙43份、聚乳酸21份、硫酸钙15份、珊瑚粉4份、阿魏酸2.5份、丝素蛋白2.9份、滑石粉5.3份、硫酸钡7.2份、鹿瓜多肽1.7份、天麻素3.6份、维生素C 5.8份、氧化锌4.3份、草酸钽1.2份、聚醚醚酮4.7份、聚乙烯吡咯烷酮3.5份、甲基-β-环糊精1.9份、马来酰化壳聚糖7.3份、生理盐水55份。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述珊瑚粉的粒度为200目,所述氧化锌的尺寸为100-200nm。
为此,本发明提供一种增强活性可注射骨水泥的制备方法,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以3-15℃/min的升温速率升温至300-500℃下并保温2-5小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,并在60℃下干燥8-16小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
根据本发明的一个实施方式,其中,步骤S2中,加热至80-110℃,搅拌速度为300-600rpm。
根据本发明的一个实施方式,其中,步骤S4中,以7℃/min的升温速率升温至450℃下并保温3小时。
根据本发明的一个实施方式,其中,步骤S4中,研磨的细度为200-300目。
本发明的有益效果为:
本发明提供的可注射骨水泥具有良好的可注射性,且抗压强度达65.4-76.8MPa,抗弯强度达51.3-53.9MPa,满足骨修复材料的力学性能的要求。将所制备的骨水泥样品进行细胞试验,细胞增值生长显著,显示良好的细胞相容性。此外,将本发明制备的骨水泥植入小鼠骨缺损部位6个月后,发现在骨水泥周围存在类似细胞的物质,说明该骨水泥具有较好的骨传导性,有利于促进骨组织自愈合修复,提高骨水泥与骨的结合牢固性,以满足更好的临床应用需求。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种增强活性可注射骨水泥,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙35份、聚乳酸16份、硫酸钙9份、珊瑚粉2份、阿魏酸1份、丝素蛋白2份、滑石粉4份、硫酸钡6份、鹿瓜多肽0.5份、天麻素2份、维生素C 4份、氧化锌2份、草酸钽0.7份、聚醚醚酮3份、聚乙烯吡咯烷酮2份、甲基-β-环糊精1份、马来酰化壳聚糖5份、生理盐水45份。
一种增强活性可注射骨水泥的制备方法,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热至80℃,以搅拌速度为300rpm搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以3℃/min的升温速率升温至300℃下并保温2小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,其研磨的细度为200-300目,并在60℃下干燥8小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
实施例2
一种增强活性可注射骨水泥,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙48份、聚乳酸25份、硫酸钙18份、珊瑚粉7份、阿魏酸4份、丝素蛋白5份、滑石粉8份、硫酸钡11份、鹿瓜多肽3份、天麻素6份、维生素C 9份、氧化锌6份、草酸钽4份、聚醚醚酮9份、聚乙烯吡咯烷酮6份、甲基-β-环糊精4份、马来酰化壳聚糖11份、生理盐水67份。
一种增强活性可注射骨水泥的制备方法,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热至110℃,以搅拌速度为600rpm搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以15℃/min的升温速率升温至500℃下并保温5小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,其研磨的细度为200-300目,并在60℃下干燥16小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
实施例3
一种增强活性可注射骨水泥,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙37份、聚乳酸18份、硫酸钙10份、珊瑚粉3份、阿魏酸1.5份、丝素蛋白2.4份、滑石粉4.6份、硫酸钡6.5份、鹿瓜多肽0.8份、天麻素2.3份、维生素C 4.7份、氧化锌3份、草酸钽0.9份、聚醚醚酮3.6份、聚乙烯吡咯烷酮2.4份、甲基-β-环糊精1.3份、马来酰化壳聚糖5.8份、生理盐水48份。
一种增强活性可注射骨水泥的制备方法,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热至90℃,以搅拌速度为450rpm搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以3~15℃/min的升温速率升温至380℃下并保温4小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,其研磨的细度为200-300目,并在60℃下干燥12小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
实施例4
一种增强活性可注射骨水泥,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙46份、聚乳酸23份、硫酸钙17份、珊瑚粉6份、阿魏酸3.2份、丝素蛋白4.1份、滑石粉7份、硫酸钡9份、鹿瓜多肽2.5份、天麻素5.1份、维生素C 48.4份、氧化锌5.6份、草酸钽2.5份、聚醚醚酮8.2份、聚乙烯吡咯烷酮5.2份、甲基-β-环糊精3.2份、马来酰化壳聚糖10.3份、生理盐水63份。
一种增强活性可注射骨水泥的制备方法,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热至102℃,以搅拌速度为480rpm搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以3~15℃/min的升温速率升温至360℃下并保温3小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,其研磨的细度为200-300目,并在60℃下干燥10小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
实施例5
一种增强活性可注射骨水泥,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙43份、聚乳酸21份、硫酸钙15份、珊瑚粉4份、阿魏酸2.5份、丝素蛋白2.9份、滑石粉5.3份、硫酸钡7.2份、鹿瓜多肽1.7份、天麻素3.6份、维生素C 5.8份、氧化锌4.3份、草酸钽1.2份、聚醚醚酮4.7份、聚乙烯吡咯烷酮3.5份、甲基-β-环糊精1.9份、马来酰化壳聚糖7.3份、生理盐水55份。
一种增强活性可注射骨水泥的制备方法,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热至95℃,以搅拌速度为500rpm搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以7℃/min的升温速率升温至450℃下并保温3小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,其研磨的细度为200-300目,并在60℃下干燥14小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
对比例1
本对比例的原料和制备方法同实施例2,不同之处在于,不含有丝素蛋白、珊瑚粉和鹿瓜多肽。
对比例2
本对比例的原料和制备方法同实施例2,不同之处在于,不含有草酸钽、天麻素和甲基-β-环糊精。
性能测试
将实施例1-5和对比例1和2制备的骨水泥填入按照ISO5833:2002制作的不锈钢骨水泥模具中,一小时后制成直径为6mm,高12mm的圆柱体样品,对样品按照行业标准进行相关性能测试,其测试结果为:
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | |
抗压强度/MPa | 68.2 | 65.4 | 73.5 | 71.8 | 76.8 | 59.1 | 61.7 |
抗弯强度/MPa | 51.3 | 49.2 | 52.4 | 51.7 | 53.9 | 48.3 | 46.5 |
可注射性/% | 89.2 | 84.6 | 92.5 | 90.6 | 93.8 | 83.1 | 82.5 |
由上表可知,本发明提供的可注射骨水泥具有良好的可注射性,且抗压强度达65.4-76.8MPa,抗弯强度达51.3-53.9MPa,满足骨修复材料的力学性能的要求。将所制备的骨水泥样品进行细胞试验,细胞增值生长显著,显示良好的细胞相容性。此外,将本发明制备的骨水泥植入小鼠骨缺损部位6个月后,发现在骨水泥周围存在类似细胞的物质,说明该骨水泥具有较好的骨传导性,有利于促进骨组织自愈合修复,提高骨水泥与骨的结合牢固性,以满足更好的临床应用需求。
Claims (8)
1.一种增强活性可注射骨水泥,其特征在于,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙35-48份、聚乳酸16-25份、硫酸钙9-18份、珊瑚粉2-7份、阿魏酸1-4份、丝素蛋白2-5份、滑石粉4-8份、硫酸钡6-11份、鹿瓜多肽0.5-3份、天麻素2-6份、维生素C 4-9份、氧化锌2-6份、草酸钽0.7-4份、聚醚醚酮3-9份、聚乙烯吡咯烷酮2-6份、甲基-β-环糊精1-4份、马来酰化壳聚糖5-11份、生理盐水45-67份。
2.根据权利要求1所述的增强活性可注射骨水泥,其特征在于,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙37-46份、聚乳酸18-23份、硫酸钙10-17份、珊瑚粉3-6份、阿魏酸1.5-3.2份、丝素蛋白2.4-4.1份、滑石粉4.6-7份、硫酸钡6.5-9份、鹿瓜多肽0.8-2.5份、天麻素2.3-5.1份、维生素C 4.7-8.4份、氧化锌3-5.6份、草酸钽0.9-2.5份、聚醚醚酮3.6-8.2份、聚乙烯吡咯烷酮2.4-5.2份、甲基-β-环糊精1.3-3.2份、马来酰化壳聚糖5.8-10.3份、生理盐水48-63份。
3.根据权利要求1所述的增强活性可注射骨水泥,其特征在于,包括如下组分,按重量份数计为:磷酸三钙43份、聚乳酸21份、硫酸钙15份、珊瑚粉4份、阿魏酸2.5份、丝素蛋白2.9份、滑石粉5.3份、硫酸钡7.2份、鹿瓜多肽1.7份、天麻素3.6份、维生素C 5.8份、氧化锌4.3份、草酸钽1.2份、聚醚醚酮4.7份、聚乙烯吡咯烷酮3.5份、甲基-β-环糊精1.9份、马来酰化壳聚糖7.3份、生理盐水55份。
4.根据权利要求1所述的增强活性可注射骨水泥,其特征在于,所述珊瑚粉的粒度为200目,所述氧化锌的尺寸为100-200nm。
5.如权利要求1-4任一所述的增强活性可注射骨水泥的制备方法,其特征在于,具体制备步骤为:
S1、将聚乳酸、鹿瓜多肽、天麻素、维生素C、阿魏酸和生理盐水混合搅拌均匀,得到溶液A,备用;
S2、将磷酸三钙、硫酸钙、氧化锌和草酸钽加入蒸馏水中,加热搅拌均匀;
S3、然后加入硫酸钡、珊瑚粉和滑石粉,在混合均匀,再加入聚醚醚酮和聚乙烯吡咯烷酮混合均匀,得到混合料B;
S4、将混合料B中蒸馏水蒸干后,以3-15℃/min的升温速率升温至300-500℃下并保温2-5小时,自然冷却至室温,取出后用酒精研磨,并在60℃下干燥8-16小时,得到粉料C;
S5、将粉料C、甲基-β-环糊精、马来酰化壳聚糖、丝素蛋白与步骤S1中的溶液A混合均匀,即得增强活性可注射骨水泥。
6.根据权利要求5所述的增强活性可注射骨水泥的制备方法,其特征在于,步骤S2中,加热至80-110℃,搅拌速度为300-600rpm。
7.根据权利要求5所述的增强活性可注射骨水泥的制备方法,其特征在于,步骤S4中,以7℃/min的升温速率升温至450℃下并保温3小时。
8.根据权利要求5所述的增强活性可注射骨水泥的制备方法,其特征在于,步骤S4中,研磨的细度为200-300目。
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2016
- 2016-08-17 CN CN201610676518.6A patent/CN106267365A/zh active Pending
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