[发明专利]一种光固化骨粘合剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光固化骨粘合剂及其制备方法，所述光固化骨粘合剂包括：羟基磷灰石、胶原蛋白以及光固化剂，所述光固化剂包括甲基丙烯酸酐化明胶、四水合硝酸钙、柠檬酸、磷酸二铵、光引发剂和氢氧化钠。骨折治疗过程中，在骨折断端涂抹该骨粘合剂，在405nm紫外光照射60s左右，可使骨粘合剂固化，大大增加了骨传导性和机械性能。

技术领域

本发明属于生物医学材料制备成型技术领域，具体涉及一种光固化骨粘合剂及其制备方法。

背景技术

骨折是指骨结构的连续性完全或部分断裂，是临床常见的一种疾病，大部分骨折都是由于直接或间接暴力引起。跌倒、撞击、交通意外等暴力因素是导致骨折的常见原因，积累性劳损及骨骼疾病也会增加骨折发生几率。临床工作中骨折目前的治疗方法主要是使用钢板、螺钉、钢丝、钢针对骨折碎块进行内固定手术治疗，或者是通过维持骨折力线的情况下让骨折自行愈合的保守治疗。但是这些治疗方法依然存在很多问题，诸如钢板螺钉内固定所带来的内植物感染、粉碎性骨折细小骨折块的固定不牢靠、骨折不愈合、断端畸形愈合等。此外还存在内植物价格昂贵以及常需二次手术取出内植物等缺点。因此，为了更好的克服上述问题，骨粘合剂作为一种新型骨折固定材料越来越受到大家的关注。骨粘合剂是通过骨折端相互粘接来固定的一种材料，它的粘接原理是以吸附理论为基础，受到机械互锁理论和化学键结合等多种因素影响。与传统的骨折内固定治疗方式相比，骨粘合剂具有操作简单，性能稳定，易塑性高，价格低廉，不需二次手术取出内植物的特点。目前医用的骨粘合剂主要有磷酸钙体系的粘合剂(CP)，磷酸镁体系的粘合剂(MP)，α－氰基丙烯酸酯体系的粘合剂(CAs)和聚甲基丙烯酸甲酯类粘合剂(PMMA)，这些体系的骨粘合剂在临床中骨折固定的应用并不广泛，主要原因是目前医用骨粘合剂粘接性能较低，生物相容性，骨传导和机械性能都比较差，尽管骨粘合剂相比于传统术式具有十分明显的优势，但现阶段只在关节假体置换，开放性骨折骨缺损，骨髓炎的治疗等方面运用。

因此，理想的骨粘合剂应具备以下条件：1)具有良好的粘接性能，2)具有良好的生物相容性，3)合适的骨传导和机械性能，4)所用体系的成分能够促进骨折愈合，5)制备简单，易于操作，价格低廉。我们知道天然骨的结构十分精密复杂，由有机质，无机质和少量的水组成。有机质主要为胶原纤维，90％以上是I型胶原蛋白，赋予了骨良好的韧性和弹性，无机质主要为羟基磷灰石晶体，赋予了骨足够的硬度和强度。由此我们不禁思考，要发明的骨粘合剂的成分能否以天然骨中的有机质和无机质为主，这可以保证具有良好的生物相容性，再通过调整有机质与无机质的比例和生物矿化及光固化的相关技术，使其具有较好的粘接性能和合适的机械性能。

羟基磷灰石，又称羟磷灰石，碱式磷酸钙，是天然骨的主要无机成分，具有良好的骨诱导和骨结合能力，同时能够较好地支持成骨细胞的黏附、增殖及分化，促进骨质的形成。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1～100nm)的颗粒构成的材料，随着纳米材料逐渐被大家认识被广泛应用到各个方面。很多学者也在普通医用骨粘合剂采用纳米技术对其进行纳米改性，使得改性后的骨粘合剂在物理，化学和生物性能都发生了很大的改变。能够在一定程度上增加骨粘合剂的粘接性能，生物相容性，骨传导性和机械性能。胶原蛋白是天然骨的主要有机成分，明胶是天然胶原蛋白在酸、碱或加热作用下的变形产物，根据其凝胶性、固水性、起泡性、稳定及乳化性等特点，广泛应用于化工、食品、医药等领域。明胶也具有良好的生物相容性，因此根据明胶的良好的粘结性、凝胶性以及生物相容性，在医药领域广泛用作凝胶剂和粘结剂。甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)由甲基丙烯酸酐(MA)与明胶(Gelatin)制备获得，是一种光敏性的生物水凝胶材料。该材料保留了明胶的自然优势，生物相容性好，可促进细胞生长分化和组织再生，该材料制备简单，适合作为生物医学材料。并且，甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)可由紫外光或可见光激发引起交联，为细胞提供有一定强度的三维生长环境，促进成骨，有利于成骨分化。