[发明专利]以碳酸盐或碳酸氢盐为固体发泡剂的骨水泥多孔支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种骨水泥多孔支架的制备方法，特别是一种以碳酸盐或碳酸氢盐为固体发泡剂的骨水泥多孔支架的制备方法。

背景技术

骨水泥，尤其是含钙的骨水泥体系，如磷酸钙、硫酸钙、硅酸钙骨水泥体系，在继承生物陶瓷生物相容性、骨诱导性、降解吸收性好、力学强度高等特点的同时，还具有固化产热小、随意塑型、避免高温烧结、在不破坏药效的同时原位包裹药物等优势，因此在骨修复领域得到了广泛的发展和应用，到目前已经有多种类型的商业化骨水泥上市，如α-BSM^?? （Etex, Cambridge, MA）、ChronOS^??（Synthes, Bettlach, 瑞士）、Eurobone^??（Heimsbrunn，法国）、可注射硫酸MIIGX3 (minimally invasive injectable graft X3， WRIGHT公司，美国)、自固化磷酸钙人工骨（上海瑞邦生物材料有限公司，中国）等[Tas AC, Int. J. Appl. Ceram. Technol., 2007,4 (2),152-163]。

骨水泥用于临床的使用方式非常灵活，可分为注射型和非注射型。常见的非注射型是骨水泥多孔支架，其基本特点之一是具有联通的大孔，孔隙率在40~95%之间，孔径范围在100-1000 μm之间，从而有利于细胞和血管的长入，并提供养分和代谢物的传输通道。传统的骨水泥支架的致孔方法包括气体发泡法、粒子滤出法等。气体发泡法具有避免使用有机溶剂的特点，一般将过氧化氢、碳酸氢盐等发泡剂配入固化液中。天然骨中CO₂含量在5%左右。近年来，也有文献报道了碳酸化磷灰石骨水泥，并辅以低pH值的酸性固化液，利用化学反应生成的二氧化碳气体进行发泡。该方法得到的骨水泥产物更接近天然骨成分，而且孔径大小也比较合适，但其固化液成分比较单一，以一种或多种磷酸氢盐溶液居多，制备的骨水泥支架的力学强度都不高，因而大大限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以碳酸盐或碳酸氢盐为固体发泡剂的骨水泥多孔支架的制备方法，该方法以碳酸盐或碳酸氢盐的固体粉末为发泡剂、并在酸性固化液中添加可溶性粘性物质作为增强剂、制备高强度骨水泥多孔支架。

为达到上述目的，本发明预先在骨水泥粉末中添加碳酸盐或碳酸氢盐粉末作为发泡剂，配制低pH值的酸性固化液，并在其中添加粘性物质作为增强剂；然后按一定的液固比调和成粘稠的膏状，注入模具中进行塑型，与此同时，骨水泥在发泡作用下进行膨胀，待其凝固后从模具中取出；在一定的温度和湿度条件下养护，至抗压强度基本稳定，将直接接触模具的部位打磨去除，即可得到具有联通孔的骨水泥多孔支架。

根据上述机理，本发明采用如下技术方案： 

一种以碳酸盐或碳酸氢盐为固体发泡剂的骨水泥多孔支架的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.在骨水泥粉末中添加碳酸盐或碳酸氢盐粉末作为发泡剂，其用量为骨水泥粉末质量的0.5～50%；

b.调节固化液的pH值不超过4.5，并添加可溶性粘性物质作为增强剂，可溶性粘性物质的添加量为固化液质量的0.005～5%，得到酸性固化液；

c.将步骤a所得骨水泥粉末与步骤b所得酸性固化液按照0.2～1.0 ml：1g的液固比调和成粘稠的膏状，注模塑型，待其凝固后取出；

d.将塑型后的骨水泥经养护、打磨、修正，制得以碳酸盐或碳酸氢盐为固体发泡剂的骨水泥多孔支架。

上述的骨水泥粉末可以为磷酸钙骨水泥体系、硫酸钙骨水泥体系或硅酸钙骨水泥体系。

上述的以碳酸盐或碳酸氢盐为固体发泡剂的骨水泥多孔支架的制备方法，其特征在于所述的碳酸盐及碳酸氢盐为碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾等及对应的碳酸氢盐中的一种或两种及其以上的组合，粒径大小不超过5 μm。

上述的碳酸盐及碳酸氢盐的添加方式可以为物理混合，可借助机械球磨、混合器进行干法混合；也可通过湿法实现，即对混合粉末的悬浮液进行机械球磨或搅拌，再离心、加热、干燥、研磨/捣碎；所述悬浮液的介质可为无水乙醇、丙三醇等混合粉末的非溶剂。

上述的固化液可以为pH值在1-10之间的磷酸溶液、柠檬酸溶液及其钠盐或钾盐溶液、血清、胶原溶液或磷酸氢盐溶液。

上述的用于调节固化液的pH值的物质可以有柠檬酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸或透明质酸。

上述的可溶性粘性物质可以为壳聚糖、明胶或聚乙烯醇。