[发明专利]具有适合的机械性能的骨水泥

说明书

相关申请

本专利申请要求2007年3月2日提交的题为“PMMA CEMENT  WITH ADAPTED MECHANICAL PROPERTIES”的美国临时专利申请 第60/904,673号和2007年8月31日提交的题为“PMMA CEMENT WITH  ADAPTED MECHANICAL PROPERTIES”的美国临时专利申请第 60/967,052号的优先权，以上申请并入本文作为参考。

背景技术

骨质疏松症患者中的椎体压缩性骨折通常采用称为椎体成形术的外 科手术来治疗。在该手术中，用骨水泥来增强断裂的椎体。骨水泥在注入 椎体后聚合并硬化，从而使骨折稳定。椎体成形术通常迅速为患者缓解疼 痛并且其特征在于高成功率。

通常，骨水泥在即将注射前通过将骨水泥粉末(例如聚甲基丙烯酸甲 酯(PMMA))、液体单体(例如甲基丙烯酸甲酯单体(MMA))、x射线 造影剂(例如硫酸钡)和聚合反应引发剂(例如N，N-二甲基-对甲苯胺) 混合以形成流体混合物来制备。在骨水泥中也可包含其它添加剂，包括但 不限于稳定剂、药物、填料、染料和纤维。由于组分一混合就反应，立即 导致聚合，因此骨水泥的组分在使用者预备形成所需的骨水泥之前必须保 持相互隔离。一旦混合，使用者必须非常迅速地操作，因为骨水泥会迅速 凝固并硬化。

骨水泥组合物和/或其用途的其它实例在美国专利7,138,442、美国专 利7,160,932、美国专利7,014,633、美国专利6,752,863、美国专利6,020,396、 美国专利5,902,839、美国专利4,910,259、美国专利5,276,070、美国专利 5,795,922、美国专利5,650,108、美国专利6,984,063、美国专利4,588,583、 美国专利4,902,728、美国专利5,797,873、美国专利6,160,033和欧洲专利 0701824中进行了讨论，以上专利公开内容并入本文作为参考。

典型的PMMA骨水泥的弹性模量为约2-4GPa，而骨质疏松的松质骨 的弹性模量为0.1-0.5GPa。这种刚度(stiffness)的不匹配通常被认为促 进了与所增强的椎体相邻的椎体随后骨折。

因此本发明的一个目的是获得具有与周围骨的刚度相适应的降低刚 度的骨水泥。这被认为是在椎体增强后降低相邻椎体骨折风险的有效方 式。

通过在PMMA中引入不混溶相如含水组分使其在聚合后刚度降低是 众所周知的并且此前已描述过。这产生具有降低刚度的大孔结构。

发明概述

本发明涉及骨水泥，其包含单体和与该单体基本可混溶且对聚合反应 基本无贡献的物质。在本发明一个实施方案中，所述物质为N-甲基吡咯 烷酮。在另一个实施方案中，所述物质为二甲基亚砜(DMSO)。在另一 个实施方案中，所述物质为聚乙二醇(PEG)。在另一个实施方案中，所 述物质为纤维素和纤维素衍生物。在另一个实施方案中，所述物质为上述 物质或者其它相似物质的混合物或共混物。在另一个实施方案中，所述物 质降低骨水泥的交联密度。在另一个实施方案中，所述物质在骨水泥中产 生微孔结构。在另一个实施方案中，骨水泥还包括单体的聚合。在另一个 实施方案中，在聚合过程中用所述物质替代一部分单体。在另一个实施方 案中，用所述物质替代单体导致骨水泥的刚度降低。

本发明还涉及包含甲基丙烯酸甲酯和N-甲基吡咯烷酮的骨水泥。在本 发明的一个实施方案中，被NMP、DMSO、PEG或其它类似物质替代的 甲基丙烯酸甲酯的体积百分比为20％-60％。一个具体实施例包括替代的 体积百分比为25％。可以用上述纯物质中的一种或这些物质的混合物来替 代MMA的体积。在本发明的另一个实施方案中，骨水泥的刚度为约 100MPa到约2000MPa。在本发明的另一个实施方案中，骨水泥的刚度为 约100MPa到约1500MPa。在本发明的另一个实施方案中，骨水泥的刚 度为约500MPa到约1200MPa。在本发明的另一个实施方案中，骨水泥 的屈服强度为约30MPa到约100MPa。在本发明的另一个实施方案中， 骨水泥的屈服强度为约30MPa到约80MPa。