[发明专利]可注射液态金属骨水泥及其制备方法和专用注射装置

说明书

技术领域

本发明涉及骨缺损修复技术领域，特别涉及一种可注射液态金属骨水泥及其制备方法和专用注射装置。

背景技术

长久以来，骨质疏松、骨肿瘤、骨缺损等骨疾病和关节疾病作为重大类疾病严重危害着人类健康。尤其在老年人群体中，该类疾病患病率呈逐年增高趋势。骨水泥作为一种广泛应用于临床骨科疾病的修复材料，可以有效的改善该类疾病患者的身体状况。其主要应用包括人工关节置换术，骨缺损修复和替代等。现如今临床常用的骨水泥主要包括聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸钙骨水泥。

其中，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥常被用于骨科内置物的固定，在人工关节的固定中，PMMA填充于假体和宿主骨之间，形成固定带，使假体和宿主啮合在一起。PMMA型骨水泥具有一定的生物相容性和较高的力学强度。然而临床实践也发现其仍存在不足。其修复部分经常会出现骨断裂，并且摩擦产生的磨损颗粒会导致假体松动。随着时间的推移，严重者会出现骨水泥和骨体发生脱离，因而经常有些病人需要重新置换假体，由此给病人带来了大的精神痛苦与物质压力，并且也给手术增加了难度。另外，PMMA骨水泥的固化温度为90℃，由此产生的热量容易灼伤周围组织。

此外，上述提及的磷酸钙骨水泥常被用于骨缺陷的修复。其聚合温度较低，生物相容性良好。但这种材料的力学强度较低，而且在硬化过程中容易出现缺陷，从而导致水泥硬化后，在外力作用下被破坏，影响使用效果和寿命。并且这种无机钙基骨水泥遇到血液容易发生溃散，从而导致肺栓塞等不良影响，即使加入其它改良剂，提高了骨水泥的粘性，但又会导致固化时间的延长。

由于PMMA和磷酸钙材料本身并不具备X射线显影功能，因此需要在其中加入显影剂如硫酸钡。然而硫酸钡进入血液会严重危害人体健康。并且这两种骨水泥材料都需要固相和液相的调和进行固化，操作起来较为复杂。

因此，除传统骨水泥所具备的优点之外，一种稳定性好、自身可放射显影、操作简单、固化温度低、固化速度快的骨水泥是临床急需的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可注射液态金属骨水泥及其制备方法和专用注射装置，该骨水泥可注射，固化速度快，凝固温度低，制备工艺简单，体内外环境中结构稳定，可回收利用，具有X射线自显影功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可注射液态金属骨水泥，以液态金属为主要成分。

所述液态金属的熔点为45～100℃，为铋基合金或者镓基合金，其中，铋基合金组分为：金属铋的质量百分含量为33～78%，金属铟的质量百分含量为7～60%，金属锡的质量百分含量为7～60%，金属锌的质量百分含量为0～9%；镓基合金组分为：金属镓的质量百分含量为10～80%，金属铟的质量百分含量为15～80%，金属锡的质量百分含量为5～60%。

进一步地，该可注射液态金属骨水泥中，还包括加入至所述液态金属中的用于增加骨水泥强度或提供人体所需元素的营养元素，以保证与液态金属骨水泥接触部位周围骨组织的正常生长，其中所述营养元素包括钙、镁、磷、铁元素，以原子或以化合物形式存在。

进一步地，该可注射液态金属骨水泥中，还包括加入至所述液态金属中的抗生素，以减少或避免在手术过程中引起微生物感染，其中所述抗生素包括盐酸四环素(TTCH)和单相α－磷酸三钙(α-TCP)。

本发明同时提供了所述可注射液态金属骨水泥的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，制备液态金属骨水泥材料1：

将装有预定配比各成分金属材料的烧杯放置于真空干燥箱中加热，设置温度为200～400℃，持续时间约为10～36小时，然后利用磁力搅拌加热器对呈熔融状态的金属混合物进行混合搅拌，设置温度60～200℃，搅拌时间3～5小时，最终形成均匀的液态金属骨水泥材料1；

步骤二，液态金属骨水泥材料1填充至目标区固化成型为支撑体3：

将装有液态金属骨水泥材料1的容器4放置在加热平台5上，待液态金属骨水泥材料1熔化后，用注射器2吸取至储存室，然后注射至目标区并经过加压处理固化成型为结构可控的支撑体3。

所述支撑体3为实心结构、空心结构或者微孔结构。

优选地，可利用局部加热方法，使用注射器2将液态金属骨水泥材料1从目标区域取出，所述局部加热方法包括电热棒加热和激光加热。

所述液态金属骨水泥材料1包括共晶类型和非共晶类型的低熔点合金。

所述加压处理是在注射过程中进行，加压方式为气体加压或机械加压。