[发明专利]磷酸钙水泥

说明书

该申请案是申请号为200610073742.2、申请日为2006年4月7日、发明名称为“磷酸钙水泥”的母案的分案申请。

技术领域

本发明涉及在骨水泥和骨填料应用以及制备这种水泥中的磷酸钙矿物。更具体地，本发明涉及包含水溶液中磷酸四钙和磷酸二钙混合物的磷酸钙骨水泥，所述混合物固化形成骨水泥，其主要部分是羟基磷灰石。

背景技术

羟基磷灰石是骨和牙齿的主要天然构成物。骨水泥可通过在水溶液中混合钙和磷酸盐前体来形成，这种水泥最初形成糊料，然后硬化为羟基磷灰石骨水泥。人们已经发现这种水泥对固定骨折和骨缺损有用。羟基磷灰石的钙与磷的比值约为1.67，与天然骨结构中的磷酸钙的比值基本相同。

这些糊料可以在固化之前放在已发生骨碎裂、骨组织破坏、骨退化的位置，这些糊料会变为太脆，或成为其它破坏的部位。已经提出了许多种磷酸钙骨水泥，如Brown和Chow在美国再公布(reissue)专利33,161和33,221，Chow和Takagi在美国专利5,522,893，以及Constantz在美国专利4,880,610和5,047,031中提出的那些。

自最初使用磷酸钙水泥后，人们就已经知道在磷酸钙前体的水性固化溶液中加入磷酸钙溶液、磷酸钾溶液或碳酸钠溶液可以加速固化。Chow等在April，19991IADR Abstract No.：2410和AADR，1992 Abstract No.：666中证明了这点，并且在这些文献发表之前已为本领域技术人员已知。

通常，磷酸四钙和磷酸二钙混合物的粉末组分可以无菌形式，用硬质泡沫塑料包装或小瓶供应，其中含量为2-50克。液体，如1摩尔浓度磷酸钠溶液、蒸馏水或氯化钠溶液通常存在于无菌的玻璃容器，一般是一次性10cc的注射器中。将粉末和液体组分通常在一容器内混合，并例如借助注射器等从该容器中抽出进行加工。

对骨水泥的这些组分而言重要的一点是在储存期间具要有长期稳定性，因为这些组分可能会储存数周或数月后才使用，使用时，粉末组分与水性组分混合形成可固化的材料。但是，一直未对这些组分的长期稳定性进行深入研究，因为本领域的技术人员一直假设这些组分的性质基本不发生变化或没有变化。

然而，与工业上通常的假设不同，根据Uwe Gbureck等在Factors InfluencingCalcium Phosphate Cement Shelf-life，Biomaterials，(Elsevier Ltd.2004)所述，已经发现，现有的某些磷酸钙的粉末混合物尽管储存在密封容器内，在仅储存7天后就失去其固化能力。随后发现，现有的粉末混合物的变质与它们在储存期间在干燥状态下转变为三斜磷钙石有关。

因此，需要研制一种能解决现有技术中不稳定问题而又能快速固化的骨水泥。

此外，还需要研制一种可注射并能快速固化的骨水泥，这种水泥能以最小注入方式使用。最小注入的外科手术经常通过身体天生的开口或小的“锁眼(keyhole)”切口进行，这些开口或切口的长度不超过1/4英寸。当通过这样小的开口进行操作时，经常要求或需要使用能借助注射器注射到例如碎裂区的骨水泥。目前，市场上销售的可注射水泥有，如Synthes Norian和WrightMedical MIG这些水泥配制成能方便注射。然而，它们固化时间较长，外科医生必须等待水泥固化，延长了外科手术时间。

某些其它销售的骨水泥产品如Synthes Fast SetLorenz虽能够快速固化，但不容易通过注射器或针进行注射，限制了这种产品在最小侵入应用中的使用。

因此，还需要研制具备长期稳定性的快速固化的骨水泥，提供外科医生最佳的手术时间，并缩短最小侵入外科手术时总的固化时间。

本文描述的本发明解决了上述目前销售的产品的所有缺陷。

发明内容

本发明一个方面提供一种储存期长的能快速固化的磷酸钙骨水泥，还提供制造这种骨水泥并成套提供所述水泥的方法。

本发明另一方面提供一种磷酸钙水泥，该水泥包含：第一粉末组分，该组分包含约10-60ppm镁的稳定化的二水合磷酸二钙；第二粉末组分，该组分包含所述二水合磷酸二钙之外的至少一种磷酸钙矿物；以及含水的第三组分。

此外，本发明又一个方面提供一种快速固化的可注射磷酸钙骨水泥，这种水泥较好具有长的储存期。