本發明專利技術公開了一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料及其制備方法，所制備的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料由固相粉末及液相兩部分組成，其中，液相是濃度為1M磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液，固相粉末和液相的比例為2.0g/ml~3.0g/ml；固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總量的5%~40%；磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成。具有良好的流動性，更高力學性能，降解率和生物活性，彌補了單純的CPC或生物玻璃的不足，可用于口腔、顱面部及骨科的骨缺損修復。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生物醫用修復材料領域，涉及一種新型的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料及其制備方法，本專利技術的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料具有良好的流動性，更高的力學性能，降解率及生物活性。
技術介紹
據統計，在我國50歲以上人群中有骨質疏松患者近7000萬，每年新發脊柱壓縮骨折約181萬例。目前，微創椎體成型或球囊成型術已經成為脊柱骨質疏松壓縮骨折的主要外科治療手段。現在，國內外椎體或球囊成型術中所采用的材料大多數為不可吸收的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)。該材料存在明顯缺陷，即:單純為力學支撐材料，無生物活性(骨傳導、誘導作用等)，不能促進脊柱骨折愈合，并且在固化過程中發熱明顯，容易導致周圍組織細胞壞死；同時，該材料為不可吸收高分子材料，在體內無法吸收，長期以異物形式存留，可引起相鄰節段應力增加，增加鄰近節段骨折的風險。因此，尋找一種具有良好流動性、骨傳導、骨誘導作用，兼具良好的力學支撐性能及一定降解率的骨修復材料已經成為骨科亟待解決的難題。磷酸I丐骨水泥(Calcium phosphate cement,CPC)因其自固化,無類似PMMA的產熱效應，可任意塑性，良好的生物相容性、骨傳導性及可降解被新生骨替代等特點，具有廣闊的臨床應用價值。骨傳導性即指其能與周圍骨組織良好的結合，引導骨的生長。研究表明，CPC固化過程中沉積形成的羥基磷灰石(HAp)對于維持移植物與骨界面是界面穩定具有關鍵作用。然而，HAp的結晶程度高，結構穩定，在體內降解緩慢，提高骨組織生成的作用有限。另外，CPC低力學強度缺點也限制了其在臨床的應用(Biomaterials2009，30:2675-82 ；J Mater Sc1:Mat er Med.2011;22:607-15 ；J Mater Sc1:Mater Med.2010 ;21:3065-76)。同時，在一些供血不足區域及伴代謝紊亂的老年病患中，CPC的骨傳導作用并不足以達到完全的骨修復效果(J Biomed Mater Res A2008; 87A: 780-791 )，因此賦予CPC更高的傳導性或誘導性可進一步改善其生物學性能。近來，生物玻璃(BG)由于其良好的生物活性和生物相容性倍受關注(J.Biomed.Mater.Res2010; 95:137-45; J.Biomed.Mater.Res2010; 21:25-32)。研究表明，在生物玻璃與軟組織或骨之間存在密切的離子交換，可直接參與人體骨組織的代謝和修復過程，最終可在材料表面形成與人體骨相同的無機礦物成分——碳酸羥基磷灰石，誘導新生骨組織的生長。生物玻璃釋放的Si離子，在材料界面與人體骨組織之間形成化學鍵合，此化學鍵合的連接強度提供了很高的移植物與界面的穩定性，傳導性優于羥基磷灰石。Ducheyne et al.等發現BG可釋放Ca, P, Si離子,形成磷酸韓鹽層及選擇性吸收如粘連蛋白等蛋白成分，有利于成骨細胞與材料表面的吸附及細胞的成骨表達進而提高骨形成速率(Biomaterials.2009;30:3542-50 ；Biomaterials2006 ;27:1907-1926 ；J Biomed MaterRes A.2008;86A:31-40;J BiomedMater Res B2012;100B:437_446)。BG 與 MC3T3-E1 細胞培養后發現，成骨細胞表型的表達明顯增加。與骨髓基質細胞(MSCs)共培養后，細胞的堿性磷酸酶活性(ALP)明顯高于單純培養基培養的對照組(J.Biomed.Mater.Res.2005 ；73:21-29 ；Biomaterials2007 ;28:40917)。LEE 等利用熱壓技術在 700V 800°C條件下制成了生物玻璃/HA復合材料，與單純HA陶瓷相比，材料的抗彎強度大大提高，模擬體液SBF浸泡實驗發現，與純HA相比，材料能夠激活成骨細胞，具有良好的生物相容性和生物活性(Biomaterials2005 ;26:4395-404)。然而，國內外研發出的生物玻璃主要為固態，植入需進行周圍組織的廣泛暴露，不適合椎體成型或球囊成型術的要求及不規則骨缺損如口腔及顱面部等處的骨缺損填充修復。同時，現有的生物玻璃生物力學強度相對較低，不適合應用于脊柱等重要的承重部位的骨修復。根據申請人所做的資料檢索，迄今為止未見將生物玻璃與CPC按不同比例混合進一步提高CPC生物活性及降解性能兼具良好可注射性，高力學強度的報道
技術實現思路
針對現有的磷酸鈣骨水泥水化產物HAp降解率低，改善骨組織生成作用有限及力學性能低等不足，本專利技術的目的在于，提供一種新型可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料及其制備方法。為了實現上述任務，本專利技術采取如下的技術解決方案:一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料，其特征在于，由固相粉末及液相兩部分組成，固相粉末和液相的比例為2.0g/mf 3.0g/ml ；所述的固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成，45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總重量的5°/Γ40% ；所述的液相是濃度為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。所述的45S5生物玻璃的原料按以下重量百分比制成:Si02:51.20%, NaCO3:3.55%，CaCO3:18.86t%, CaF2:8.19%, K2CO3:7.47%, P2O5:10.73%。上述可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料制備方法，其特征在于，按如下步驟進行:I) 45S5生物玻璃的制備:將45S5生物玻璃原料按照重量配比混合均勻后在高溫玻璃升降爐內于1170°C熔融40min，然后快速倒入去離子水中進行水淬，然后將生物玻璃濾出并置于70°C的鼓風干燥箱中干燥lh，在瑪瑙研缽體內研磨，取顆粒粒徑約為10微米的生物玻璃，即得到45S5生物玻璃備用。2)可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料制備:取平均粒徑為6微米的磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣，兩者按摩爾比為1:1配制成磷酸鈣骨水泥；將45S5的生物玻璃按固相粉末總重量(即磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的5°/Γ40%摻加到磷酸鈣骨水泥中，得到固相粉末；取質量濃度IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液作為液相，按照固相粉末與液相的比例為2.0g/mf 3.0g/ml，調和形成糊狀物，得到可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料。本專利技術的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料可用于口腔、顱面部及骨科的骨缺損修復，如顱骨骨折，根管填充，下頜骨置換，顎竇增高術，橈骨遠端骨折及椎體成型術等，亦可用于椎體塌陷和椎體骨質疏松性骨折的強化固定治療。本專利技術制備的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料，能較好的滿足骨修復材料良好的流動性，更高的力學性能，降解率及生物活性的要求，在臨床骨組織創傷修復和骨質疏松領域具有很好的應用前景。本專利技術制備的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料的優點在于:45S5生物玻璃可快速釋放Ca，P，Si等離子，改善材料降解性能，改變水化產物的微觀結構提高力學性能，提供更穩定的化學鍵合和更高的生物活性，更有利于新生骨組織長入。附圖說明圖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種可注射生物玻璃?磷酸鈣骨水泥復合生物材料，其特征在于，由固相粉末及液相兩部分組成，其中，液相是濃度為1M磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液，固相粉末和液相的比例為2.0g/ml~3.0g/ml；所述的固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總量的5%~40%；所述的磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成。
【技術特征摘要】
1.一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料，其特征在于，由固相粉末及液相兩部分組成，其中，液相是濃度為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液，固相粉末和液相的比例為2.0g/ml 3.0g/ml ； 所述的固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總量的5°/Γ40% ； 所述的磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成。2.如權利要求1所述的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合生物材料，其特征在于，所述的45S5生物玻璃的原料按以下重量百分比制成=SiO2:51.20%, NaCO3:3.55%，CaCO3:18.86t%, CaF2:8.19%, K2CO3:7.47%, P2O5:10.73%。3.權利要求1或2所述的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷偉，吳子祥，于龍，李陽，吳劍維，修金濤，臧淵，劉帥，程喆，趙康，
申請(專利權)人：中國人民解放軍第四軍醫大學，
類型：發明
國別省市：
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