[发明专利]一种新型骨水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种新型骨水泥及其制备方法，更具体地说，是涉及一种含有金属镁粉的多孔可降解磷酸镁骨水泥及其制备方法。

背景技术

磷酸镁骨水泥(Magnesium Phosphate Bone Cement，MPC)作为生物材料的研究，国内外报道主要用作牙齿水泥、人造关节粘合剂，骨稳定剂等。磷酸镁骨水泥由于其生物相容性和生物活性已得到众多专家学者的好评，被认为是目前最具潜力的骨修复和替代材料之一。该材料植入动物体内无毒性反应、生物相容性好，固化后与骨质紧密连接并逐步被吸收，促进骨细胞的增长，引导新骨长入，植入后材料降解与新骨形成对等。

MPC骨水泥与传统磷酸钙骨水泥相比具有快凝、早期抗压强度高的特性，可塑性和胶粘性好，固化时体积微膨胀，且材料无毒。它的植入不会导致动物体代谢水平的显著变化，可在体内降解，水化产物为生物矿石一一磷酸镁铵，生物相容性较高，因此有望在粉碎性骨折和假肢的镶嵌固定方面获得广泛应用。2009年5月美国FDA批准了一种由美国Bone Solutions公司开发的一种新型骨修复材料上市销售，该产品被授予2009年度北美技术领导大奖，被赞誉为开启了骨移植市场一个全新的领域。

但目前市场上常见的MPC骨水泥产品中的绝大多数不是多孔结构。研究表明，骨组织是多孔结构，所以多孔的骨修复材料更有利于骨修复过程。这是因为多孔材料可以为细胞提供生存的三维空间，有利于细胞黏附和生长，有利于细胞外基质的形成，有利于氧气和营养物质的传输，有利于代谢产物的排出，同时还有利于血管和神经的长入，促进骨的重建过程。

但也并不是所有多孔材料都适合于作为骨组织工程支架材料。一般要得到功能完善的植入材料，最小孔径要求为100-250μm，这是骨引导的基本要求。具有孔洞的骨水泥材料，其粗糙外表面可让细胞容易贴附且内部孔洞可提供空间让细胞生长。骨组织长入人工材料的理想孔径为100-500μm。因此，目前制作的多孔骨水泥孔径为100-500μm。通常，孔径小于5μm的称为微孔。致密型的骨水泥仅有微孔，而多孔型的骨水泥既有微孔也有大孔(100-500μm)，微孔增大了材料与组织液接触面积，有利于生物降解，但大孔却更利于骨组织长入。

目前，常用的多孔骨水泥的制备方法有多种，主要有粒子溶出发、微球造孔发，发泡法等。例如，专利CN101076344A公开了一种多用途生物材料组合物，包含：KH₂P0₄、金属氧化物(即，MgO)、含钙化合物、糖和水。专利CN102552986A公开了一种用金属致孔剂制备多孔骨水泥的方法，按摩尔比为1：1的比例称取β-TCP和Ca(H₂PO₄)₂·H2O粉末研磨后制成复合粉体，在其中加入0.5mol/L的柠檬酸溶液调和，然后在其中加入金属粉末，使其自然发泡固化，得到多孔骨水泥材料。授权公告号为CN1193614A的中国专利公开了一种含成孔剂的多孔磷酸钙骨水泥的制备方法和应用，其主要通过在磷酸钙骨水泥中添加无毒的微溶性盐、酸式盐和碱式盐或无毒的表面活性剂作为成孔剂获得多孔磷酸钙骨水泥。专利CN102989042中公开了一种以碳酸盐为固体发泡剂、以硫酸盐为固化促进剂，壳聚糖和羟丙基甲基纤维素为双组分交联剂，制备快固化、抗溃散的注射性多孔骨水泥及其制备方法。此方法制备出的注射性多孔骨水泥其凝固时间在5-25min，固化20min-2h后遇水不溃散，固化产物具有100-1000μm的联通孔，孔隙率为1-70％，抗压强度在0.5-40MPa之间。专利CN102113965A中公开了一种添加可吸收高分子来获得孔径为150-300μm的多孔性骨水泥的方法。但上述方法制备出的多孔骨水泥均存在一定的不足之处：首先，配方工艺较为复杂，往往需要添加一些辅料，且辅料难以完全去除；其次，其降解时间很难与细胞生长周期相匹配，使得细胞很难长入其中，难以达到预期目的；再次，所获得的微孔孔径不一，很难获得较为稳定的孔隙率；生物降解性较差等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型骨水泥及其制备方法，该新型骨水泥为多孔可降解的磷酸镁骨水泥。该多孔可降解的磷酸镁骨水泥主要是通过在磷酸铵盐和氧化镁的体系中添加金属镁粉，从而加速体系产生氨气实现造孔。