[发明专利]生产骨水泥的试剂盒和方法

说明书

本发明涉及生产骨水泥（bone cement）的试剂盒（kit）和生产骨水泥的方法。

传统的聚（甲基丙烯酸甲酯）骨水泥(PMMA骨水泥)已问世数十年，而且是基于Sir Charnley的突破性成果(Charnley,J.:Anchorage of the femoral head prosthesis of the shaft of the femur.(股骨轴的股骨头假体的固定)J.Bone Joint Surg.42 (1960) 28～30)。自那之后，PMMA骨水泥的基本结构一直保持不变。PMMA骨水泥由液态单体组分和粉末组分组成。单体组分一般含(ⅰ)单体，即甲基丙烯酸甲酯，和(ⅱ)可溶于其中的活化剂(如N,N-二甲基-对-甲苯胺)。粉末组分包含(ⅰ)一种或多种由基于甲基丙烯酸甲酯和共聚单体，如苯乙烯、丙烯酸甲酯或类似单体，聚合，优选悬浮聚合，而成的聚合物，(ⅱ)辐射不透明剂，和(ⅲ)引发剂(如过氧化二苯酰)。在混合粉末组分和单体组分时，甲基丙烯酸甲酯中粉末组分的聚合物发生溶胀，形成可被塑性成型的料团。同时，活化剂，即N,N-二甲基-对-甲苯胺，与在此过程中裂解成自由基的过氧化二苯酰发生反应。由此形成的自由基触发甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合。在甲基丙烯酸甲酯进行聚合时，水泥料团的粘度增大，直到水泥料团凝固和因此而被固化。

PMMA骨水泥的基本机械要求，如4点弯曲强度、弯曲模量和压缩强度已描述在ISO 5833中。对PMMA骨水泥的用户来说，PMMA骨水泥不发粘的性能很重要。术语“非粘性”已定义在ISO 5833中，指示在组分混合之后，PMMA骨水泥因水泥粉末中存在的聚合物发生溶胀而在单体中已达到加工阶段。为了使用户能成形和应用骨水泥，PMMA骨水泥原则上必须是不发粘的。PMMA骨水泥必须不粘到手套和施用工具，如混合系统、坩锅或铲子上。

对于医疗用户，先前PMMA骨水泥的主要缺点是，用户需在马上要使用骨水泥之前在混合系统内或在坩锅内混合液态单体组分和粉末组分。在该方法中很容易出现混合差错并对水泥的质量产生负面影响。而且，组分必须被迅速混合。在本文中，重要的一点是混合所有的水泥粉末和单体组分而在混合过程中不形成结块并防止引进空气泡。与手工混合不同，用真空混合系统能在很大程度上防止在水泥料团内形成空气泡。混合系统的实例已公开在专利说明US 4015945 A、EP 0674888 A1和JP 2003181270 A中。但是，真空混合系统必须附加真空泵，因此比较昂贵。此外，取决于所涉及水泥的类型，在混合单体组分和粉末组分之后，需要一定的等待时间，直到水泥料团不发粘并能应用。由于在混合传统的PMMA骨水泥时可能出现的很多差错，为此需要经适当培训的人员。相应的培训需大量费用。再说，混合液态单体组分和粉末组分会使用户暴露于单体蒸汽和释自粉末状水泥的颗粒中。传统PMMA骨水泥的另一个主要缺点是，粉末组分和单体组分都需要以加倍无菌包装的方式制造，对于每包骨水泥，这需要至少4个无菌包装设备。

专利DE 102007050762 B3提出包含2种糊料的骨水泥，作为传统粉末-液态聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的替代品。所述糊料都含有用来自由基聚合的甲基丙烯酸酯单体、可溶于所述甲基丙烯酸酯单体的聚合物和不溶于所述甲基丙烯酸酯单体的粒状聚合物。此外，所述糊料之一含自由基聚合引发剂，而另一种糊料包含聚合活化剂。由于所选的组成，产自所述糊料的骨水泥具有足够高的粘度和内聚力来承受流血导致的压力，直到它完全固化。当2种糊料相混时，聚合引发剂与促进剂反应，形成自由基，引发甲基丙烯酸甲酯单体的自由基聚合。随聚合的进展，糊料被固化，同时甲基丙烯酸酯单体被消耗。已经发现，即使用高度交联的聚（甲基丙烯酸酯）颗粒作为不溶于甲基丙烯酸酯单体的粒状聚合物，它们只捕获和包裹少量甲基丙烯酸酯单体和可溶于其中的化合物。这使一种糊料的不溶性聚合物颗粒含有单体液体和可溶于其中的引发剂所组成的夹裹物，而另一种糊料的不溶性聚合物颗粒又含有单体液体和可溶于其中的促进剂组成的夹裹物。在2种糊料被混合后，由甲基丙烯酸酯单体和溶于其中的聚合物所组成的、其中已悬浮有不溶性聚合物颗粒的相固化，同时形成可待用的骨水泥。然后，一开始被包裹的单体液体扩散自不溶性聚合物颗粒并发生二次聚合。由于二次聚合，扩散自不溶性聚合物颗粒的单体液体起增塑剂的作用，直到它被耗尽为止。这使起始固化的骨水泥糊料满足ISO 5833的要求，但因扩散自不溶性聚合物颗粒的单体液体的二次聚合，仍具有明显的二次固化。

因此，本发明的目的是提供生产具有高起始强度且只有少量二次固化的骨水泥的试剂盒。

此外，本发明的另一个目的是提供生产这类骨水泥的方法。