專利名稱：應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于骨損傷修復(fù)醫(yī)用材料領(lǐng)域，涉及變性淀粉在提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅苌系男掠猛尽?br> 背景技術(shù)：
磷酸鈣骨水泥是由一種或幾種磷酸鈣鹽混合的粉末和固化液組成，使用時(shí)二者按一定比例調(diào)和，能在室溫或人體環(huán)境下自行固化并準(zhǔn)確塑型，其水化成分最終主要轉(zhuǎn)化為羥基磷灰石(HA)，能夠引導(dǎo)骨生長(zhǎng)，逐步被組織吸收并產(chǎn)生骨組織再生效果，具有良好的生物相容性，目前在骨損傷修復(fù)方面顯示了巨大的臨床應(yīng)用優(yōu)越性和廣闊的市場(chǎng)前景，但該材料仍存在著不足之處，特別是其在植入人體過(guò)程中在自固化之前受到體液的浸泡和沖刷會(huì)發(fā)生潰散現(xiàn)象，影響了材料的塑形填充和自固化，并降低了材料植入后的強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致治療失敗，限制了該材料的應(yīng)用。因此如何提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅苁菍?shí)現(xiàn)其應(yīng)用于臨床和充分發(fā)揮其骨缺損修復(fù)功能的重要基礎(chǔ)。
目前國(guó)際上不少相關(guān)學(xué)者正在致力于提高磷酸鈣骨水泥材料抗?jié)⑸⑿阅艿难芯浚ㄟ^(guò)加入高分子化合物來(lái)改善磷酸鈣骨水泥的潰散性已取得了一些成效。Kunio Ishikawa等在“非潰散型快速固化復(fù)合海藻酸鈉磷酸鈣骨水泥”(Kunio Ishikawa，Youji Miyamoto，et..Non-decay type fast-setting calciumphosphate cementcomposite with sodium alginate.Biomaterials 1995；16527～532)一文中表明，通過(guò)加入海藻酸鈉可以提高磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅?，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入0.5％的海藻酸鈉后，將調(diào)和好的磷酸鈣骨水泥漿料立即浸入水中或牛血清中浸泡24h仍然未發(fā)生潰散，而未加海藻酸鈉的磷酸鈣骨水泥漿料在1min內(nèi)即完全潰散。但是研究發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉的加入?yún)s延長(zhǎng)了磷酸鈣骨水泥的固化時(shí)間，當(dāng)加入的海藻酸鈉達(dá)到1％以上時(shí)，磷酸鈣骨水泥不固化，導(dǎo)致磷酸鈣骨水泥失效。Cherng等在研究“羥丙基甲基纖維素以及其它凝膠劑對(duì)磷酸鈣骨水泥操作性能的影響”(Cherng A.，Takagi S.，Chow L.C.，Effectsof hydroxypropyl methylcellulose and other gelling agents on the handlingproperties of calcium phosphate cement.J.Biomed.Mater.Res.，1997；35273～277)一文公開(kāi)了一種將羥丙基甲基纖維素和羧甲基纖維素加入到磷酸鈣骨水泥中，實(shí)驗(yàn)表明這些物質(zhì)的加入可改進(jìn)磷酸鈣骨水泥的操作性能，即改進(jìn)含有TTCP的磷酸鈣骨水泥的黏附性質(zhì)以克服骨水泥糊劑的潰散，同時(shí)羥丙基甲基纖維素還可以提高其可注射性。但是研究中發(fā)現(xiàn)這些纖維素衍生物的加入同樣會(huì)延遲骨水泥的固化時(shí)間。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成份，纖維素及其衍生物已被廣泛應(yīng)用于可注射性材料。羥丙甲基纖維素可與磷酸鈣形成化學(xué)鍵合。該多聚物的可降解性和粘性有利于細(xì)胞種植，有良好的新骨形成能力，但僅能與表面的幾納米磷酸鈣骨水泥完全作用。Cherng等還研究了酸可溶殼聚糖和它們的衍生物蘋果酸殼聚糖和乳酸殼聚糖用于改善骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅埽囼?yàn)結(jié)果表明磷酸鈣骨水泥植入體自固化前沒(méi)有出現(xiàn)自身潰散的現(xiàn)象，但卻降低了磷酸鈣骨水泥的壓縮強(qiáng)度。Wang等在“利用磷酸化殼聚糖改善磷酸鈣骨水泥性能的研究”中(Wang X.，Ma J.，Wang Y.，He B.，Reinforcement of calcium phosphate cements with phosphorylated chitin.Chin.J.Polym.Sci.，2002；4325～332)利用不同分子量、不同脫乙酰度和不同磷酸酯化取代度的可溶性殼聚糖添加到磷酸鈣骨水泥中，會(huì)稍微延遲骨水泥的固化時(shí)間。Bigi等人在“明膠對(duì)磷酸鈣骨水泥性能的影響”的研究中(Bigi A.，Bracci B.，Panzavolta S..Effect of added gelatin on the properties of calciumphosphate cement.Biomaterials，2004；252893～2899)在磷酸鈣骨水泥調(diào)和物中加入果膠，雖然可以提高磷酸鈣骨水泥植入體的強(qiáng)度，但是會(huì)延遲磷酸鈣骨水泥的固化時(shí)間，當(dāng)固液比為0.4ml/g時(shí)，加入了明膠的磷酸鈣骨水泥的固化時(shí)間由原來(lái)的10min延遲到45min還不固化，造成磷酸鈣骨水泥不能正常使用。總言之，上述的高分子化合物雖然可以改善磷酸鈣骨水泥的潰散性能，但是大多數(shù)存在延遲磷酸鈣骨水泥固化時(shí)間以及降低植入體強(qiáng)度的問(wèn)題，所以上述的高分子化合物都不能同時(shí)滿足既改善磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅?，又保持磷酸鈣骨水泥原有的固化特性并提高其力學(xué)性能。
變性淀粉已從過(guò)去單一品種發(fā)展到今天的2000多種，即使在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有360多種。產(chǎn)品的應(yīng)用也從過(guò)去的原料發(fā)展到今天的原料、輔料及各種添加劑和改良劑。變性淀粉種類繁多，各種變性淀粉因其本身的理化特性都具有自己的應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次篩選，僅對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的變性淀粉種類的特性和現(xiàn)有用途進(jìn)行介紹。物理變性淀粉如預(yù)糊化淀粉是預(yù)先糊化再干燥后得的淀粉產(chǎn)品，該淀粉能夠在冷水中溶脹、溶解，形成具有一定粘度的糊液，且其凝沉性比原淀粉小，在食品工業(yè)中起增稠、改進(jìn)口感等作用；制藥上可作為藥片的粘合劑；化妝品行業(yè)中代替滑石粉和普通淀粉制造新型爽身粉，具有與皮膚親合性好、吸水性強(qiáng)等特點(diǎn)。而化學(xué)變性的淀粉中，酯化淀粉是淀粉羥基被無(wú)機(jī)酸及有機(jī)酸酯化而得到的產(chǎn)品，該類淀粉親水性強(qiáng)、糊液穩(wěn)定透明、粘度高、凝沉性弱，可用于粉末狀橡膠的生產(chǎn)，作為橡膠增強(qiáng)劑；可代替無(wú)機(jī)流動(dòng)添加劑改善某些藥粉和工業(yè)用粉的流動(dòng)性；還可做藥片造粒粉的潤(rùn)滑劑，干果的抗粘劑及殺蟲(chóng)粉劑的基料等；醫(yī)藥工業(yè)上可用作藥片的崩解劑，作血漿代用品；造紙上可用作表面施膠劑和涂布粘合劑。醚化淀粉是淀粉分子中的羥基與反應(yīng)活性物質(zhì)醚化劑反應(yīng)生成的淀粉取代基醚，該類淀粉易于糊化、糊液透明度高、溶液粘度高且穩(wěn)定，在醫(yī)藥中用作崩解劑、代血漿且具有抑制腫瘤的作用；紡織工業(yè)中作為上漿劑、印花糊增稠劑；造紙方面主要用作濕部添加劑、表面施膠劑；在石油工業(yè)中可用作降濾失劑和油包水或水包油的破乳劑。還有一些多元變性淀粉是同一淀粉分子中既接上陰離子又接上陽(yáng)離子或非離子等兩種或兩種以上反應(yīng)基團(tuán)的淀粉。同時(shí)含有陰離子和陽(yáng)離子的變性淀粉為兩性淀粉，它是多元變性淀粉系列中的重要類型。它們?cè)谠旒埞I(yè)上有廣泛應(yīng)用，作為濕部添加劑、層間增強(qiáng)劑、表面施膠劑及涂布粘合劑等。
綜上所述，由于變性淀粉具有許多獨(dú)特而優(yōu)良的理化特性，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，其已經(jīng)在紡織、造紙、醫(yī)藥、化妝品、食品、飼料等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，迄今為止未見(jiàn)有應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿膱?bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服磷酸鈣骨水泥現(xiàn)有技術(shù)中在自固化之前受到體液的浸泡和沖刷會(huì)發(fā)生潰散以及現(xiàn)有抗?jié)⑸?huì)延遲磷酸鈣骨水泥固化時(shí)間和降低植入體強(qiáng)度的不足之處，提供一種為滿足手術(shù)使用要求應(yīng)用變性淀粉來(lái)提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，以拓展變性淀粉新的醫(yī)用價(jià)值，同時(shí)使磷酸鈣骨水泥具有更廣闊的應(yīng)用前景。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到上述目的應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒ǎㄒ韵虏襟E
(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將變性淀粉加入到去離子水或離子液中配成含變性淀粉質(zhì)量百分比為0.2～2.0％的溶液，制得固化液；(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備按液固比0.3～0.7ml/g的比例將磷酸鈣骨水泥固體粉末與步驟(1)中得到的固化液混合均勻，調(diào)和成糊狀物，糊狀物通過(guò)器械直接植入手術(shù)部位使用，或者在體外人體模擬環(huán)境中固化后形成固化體再植入體內(nèi)，進(jìn)行臨床應(yīng)用。
本發(fā)明中適用于磷酸鈣骨水泥材料的變性淀粉是指物理變性淀粉和化學(xué)變性淀粉。
其中物理變性淀粉是指預(yù)糊化淀粉；化學(xué)變性淀粉是指醚化淀粉、酯化淀粉和多元變性淀粉。
醚化淀粉是指羧甲基淀粉、陽(yáng)離子淀粉和羥丙基淀粉；酯化淀粉是指磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉和黃原酸酯淀粉；多元變性淀粉是指兩性淀粉。
本發(fā)明適用的磷酸鈣骨水泥固體粉末指的是本領(lǐng)域中通常使用的磷酸鈣骨水泥，包括有“磷酸四鈣-磷酸氫鈣”系統(tǒng)骨水泥；“磷酸二氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣”系統(tǒng)骨水泥；“磷酸四鈣-α-磷酸三鈣”系統(tǒng)骨水泥；“磷酸四鈣-β-磷酸三鈣-磷酸二氫鈣”系統(tǒng)骨水泥；“無(wú)定形磷酸鈣-磷酸氫鈣”系統(tǒng)骨水泥和“磷酸氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣”系統(tǒng)骨水泥。
所述的離子液是指磷酸緩沖溶液或生理鹽水，磷酸緩沖溶液包括有磷酸氫鈉溶液、磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫鉀溶液、磷酸氫二鉀溶液、稀磷酸。
本發(fā)明在已開(kāi)發(fā)出的磷酸鈣骨水泥的基礎(chǔ)上，添加具有良好生物相容性及可降解性、其凝膠具有-定生物力學(xué)性能的變性淀粉，巧妙地利用變性淀粉的結(jié)構(gòu)特性和凝膠化特性，提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅堋８淖兊矸鄯肿咏Y(jié)構(gòu)或在淀粉分子鏈中引入不同的化學(xué)基團(tuán)可改變淀粉糊的性質(zhì)，改善淀粉的流變性質(zhì)。另外磷酸鈣骨水泥的壓縮強(qiáng)度會(huì)隨化學(xué)官能團(tuán)與鈣離子親和力的強(qiáng)弱而變化。因此只要對(duì)淀粉進(jìn)行物理或化學(xué)改性，如預(yù)糊化、醚化、酯化以及多元復(fù)合變性等，改變淀粉分子鏈的結(jié)構(gòu)或引入相應(yīng)的化學(xué)官能團(tuán)，使其形成具有一定粘結(jié)力的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的糊液，再利用它們運(yùn)用到磷酸鈣骨水泥中就可以在改善其植入體抗?jié)⑸⑿缘耐瑫r(shí)提高它的力學(xué)性能，使得變性淀粉的用途擴(kuò)展到骨損傷修復(fù)醫(yī)用材料的領(lǐng)域。
本發(fā)明應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿缘姆椒ň哂惺诛@著的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明首次將變性淀粉成功地應(yīng)用在磷酸鈣骨水泥中，在不影響磷酸鈣骨水泥的固化時(shí)間的同時(shí)，顯著地提高了磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅埽節(jié)⑸r(shí)間可超過(guò)120分鐘，抗?jié)⑸⒛芰ο禂?shù)大于70％，可很好地滿足磷酸鈣骨水泥在固化過(guò)程中不發(fā)生潰散。而原來(lái)的磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸r(shí)間僅僅只有2、3分鐘，抗?jié)⑸⒛芰ο禂?shù)最大僅有13％(抗?jié)⑸r(shí)間磷酸鈣骨水泥固化過(guò)程中從液固混合到磷酸鈣骨水泥出現(xiàn)潰散現(xiàn)象的時(shí)間；抗?jié)⑸⒛芰ο禂?shù)磷酸鈣骨水泥漿體在模擬體液環(huán)境中固化后所剩的質(zhì)量占固化前磷酸鈣骨水泥總質(zhì)量的百分比)。
2、經(jīng)X-射線衍射研究發(fā)現(xiàn)加入變性淀粉不改變磷酸鈣骨水泥的自行固化特性，而且不改變固化后水化產(chǎn)物的組成主要為羥基磷灰石。
3、經(jīng)材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試加入變性淀粉后提高了固化后磷酸鈣骨水泥的壓縮強(qiáng)度近50％。由于變性淀粉糊化后形成淀粉凝膠，凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提高了抗?jié)⑸⑿阅?，同時(shí)凝膠的強(qiáng)度和變性淀粉所帶的官能團(tuán)又有利于磷酸鈣骨水泥的強(qiáng)度的提高。
4、本發(fā)明所得的磷酸鈣骨修復(fù)材料具有更優(yōu)良的生物醫(yī)學(xué)性能和力學(xué)性能，可取得更好的臨床應(yīng)用效果，具有良好的應(yīng)用前景。
5、本發(fā)明將變性淀粉的應(yīng)用拓展到制備磷酸鈣骨水泥生物活性醫(yī)用材料，既為提高磷酸鈣骨水泥的性能開(kāi)拓了新途徑，也為淀粉及變性淀粉開(kāi)辟了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)，淀粉的來(lái)源豐富，成本低，采用變性淀粉作為磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸┡c其他高分子材料相比，具有生產(chǎn)成本低、可再生、可生物降解等優(yōu)勢(shì)，將產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施方式并不僅限于此。
實(shí)施例一應(yīng)用預(yù)糊化玉米淀粉(商用，廣州斯得寶香精香料有限公司)提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，包括如下步驟
(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.1g預(yù)糊化玉米淀粉加入到20ml去離子水中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含0.5％預(yù)糊化玉米淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將磷酸四鈣和磷酸氫鈣系統(tǒng)骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.4ml/g比例混合攪拌均勻后將骨水泥糊注入模具成型。將得到的骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表1是采用本方法下的磷酸鈣骨水泥與未加預(yù)糊化玉米淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表1

注“-”表示未加變性淀粉的磷酸鈣骨水泥；“+”表示加了變性淀粉的磷酸鈣骨水泥，下表同上。
本實(shí)施例所得到的磷酸鈣骨水泥與原來(lái)的磷酸鈣骨水泥相比，抗?jié)⑸⑾禂?shù)達(dá)到83％，提高了6倍，抗?jié)⑸r(shí)間也增加到大于120分鐘，整體的抗?jié)⑸⑿阅芏加兴纳疲还袒瘯r(shí)間為11min，稍有縮短；壓縮強(qiáng)度提高到16MPa。
實(shí)施例二應(yīng)用磷酸酯甘薯淀粉(實(shí)驗(yàn)室制，制備方法參考《甘薯淀粉磷酸單酯制備條件的優(yōu)化》陳玲等，鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004(1))提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，包括如下步驟(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.2g磷酸酯甘薯淀粉加入到20ml磷酸氫鈉溶液中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含1％磷酸酯甘薯淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將磷酸二氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣系統(tǒng)骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.4ml/g的比例混合攪拌均勻后注入模具成型。將得到的骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表2是采用本方法下的磷酸鈣復(fù)合骨水泥與未加磷酸酯甘薯淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表2

本實(shí)施例所用的磷酸酯甘薯淀粉顯著改善磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅?，抗?jié)⑸⑾禂?shù)達(dá)到86％，比原來(lái)的磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑾禂?shù)提高了近8倍，抗?jié)⑸r(shí)間增加120分鐘以上；固化時(shí)間緊延遲3min，經(jīng)X-射線衍射分析可知并不影響磷酸鈣骨水泥的固化歷程；壓縮強(qiáng)度提高到16MPa。
實(shí)施例三應(yīng)用醋酸酯木薯淀粉(商用，廣西明陽(yáng)生化科技股份有限公司)提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒ǎㄈ缦虏襟E(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.04g醋酸酯木薯淀粉加入到20ml磷酸氫鉀溶液中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含0.2％醋酸酯木薯淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將磷酸四鈣和α-磷酸三鈣系統(tǒng)骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.5ml/g的比例混合攪拌均勻后注入模具成型。再將骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表3是采用本方法下的磷酸鈣復(fù)合骨水泥與未加醋酸酯木薯淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表3

本實(shí)施例所用的醋酸酯木薯淀粉顯著改善磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅埽節(jié)⑸⑾禂?shù)可達(dá)到76％，比原來(lái)的磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑾禂?shù)提高了近9倍，抗?jié)⑸r(shí)間增加到120分鐘以上；固化時(shí)間沒(méi)有受到影響，基本不變；壓縮強(qiáng)度提高到24MPa。
實(shí)施例四應(yīng)用陽(yáng)離子木薯淀粉(商用，廣東東莞東美食品有限公司)提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒ǎㄈ缦虏襟E(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.3g陽(yáng)離子木薯淀粉加入到20ml磷酸氫二鉀溶液中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含1.5％陽(yáng)離子木薯淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將磷酸四鈣、β-磷酸三鈣和磷酸二氫鈣系統(tǒng)骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.4或0.6ml/g的比例混合攪拌均勻后注入模具成型。將得到的骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表4是采用本方法下的磷酸鈣復(fù)合骨水泥與未加陽(yáng)離子木薯淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表4

本實(shí)施例所得到的磷酸鈣骨水泥與原來(lái)的磷酸鈣骨水泥相比，抗?jié)⑸⑾禂?shù)最大可達(dá)到77％，最高可提高10倍，抗?jié)⑸r(shí)間都增加到大于120分鐘，整體的抗?jié)⑸⑿阅芏嫉玫斤@著地改善；固化時(shí)間也稍有縮短，但變化不大；壓縮強(qiáng)度可提高兩倍，最大可提高到21MPa。
實(shí)施例五應(yīng)用羧甲基玉米淀粉(實(shí)驗(yàn)室制，制備方法參考《制備羧甲基淀粉的研究》陳玲等，食品工業(yè)科技，1997(2))提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，包括如下步驟
(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.2g羧甲基玉米淀粉加入到20ml磷酸二氫鈉溶液中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含1％羧甲基玉米淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將無(wú)定形磷酸鈣-磷酸氫鈣系統(tǒng)的骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.5或0.7ml/g的比例混合攪拌均勻后注入模具成型。將得到的骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表5是采用本方法下的磷酸鈣復(fù)合骨水泥與未加羧甲基玉米淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表5

本實(shí)施例所用的羧甲基玉米淀粉可有效的顯著改善磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅?，與原來(lái)的磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑾禂?shù)相比提高12倍，達(dá)到88％，抗?jié)⑸r(shí)間也都增加到120分鐘以上；固化時(shí)間在液固比為0.5ml/g時(shí)縮短到9min，而在0.7ml/g時(shí)固化時(shí)間基本不變；壓縮強(qiáng)度可增加兩倍，最大提高到20MPa。
實(shí)施例六應(yīng)用羧甲基馬鈴薯淀粉(實(shí)驗(yàn)室制，參考《制備羧甲基淀粉的研究》陳玲等，食品工業(yè)科技，1997(2))提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，包括如下步驟(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.2g羧甲基馬鈴薯淀粉加入到20ml磷酸二氫鈉溶液中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含1％羧甲基馬鈴薯淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將磷酸氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣系統(tǒng)的骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.5或0.7ml/g的比例混合攪拌均勻后注入模具成型。將得到的骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表6是采用本方法下的磷酸鈣復(fù)合骨水泥與未加羧甲基馬鈴薯淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表6

本實(shí)施例所用的羧甲基馬鈴薯淀粉也能改善磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅埽c原來(lái)的磷酸鈣骨水泥相比，抗?jié)⑸⑾禂?shù)能提高12倍，最高可達(dá)到85％，抗?jié)⑸r(shí)間也都增加到120分鐘以上；固化時(shí)間基本不變；壓縮強(qiáng)度可提高到19MPa。
實(shí)施例七應(yīng)用兩性玉米淀粉(商用，美國(guó)國(guó)民淀粉公司)提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，包括如下步驟(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將0.4g兩性玉米淀粉加入到20ml生理鹽水中，在100℃的水浴中加熱2min，即配成含2％兩性淀粉的固化液。
(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備將磷酸二氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣系統(tǒng)骨水泥粉體與步驟(1)得到的固化液按液固比0.3ml/g的比例混合攪拌均勻后注入模具成型。將得到的骨水泥成形體置于模擬人體環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上，即得磷酸鈣骨水泥材料。
表7是采用本方法下的磷酸鈣復(fù)合骨水泥與未加兩性玉米淀粉的磷酸鈣骨水泥的理化性能的對(duì)比。
表7


本實(shí)施例所用的兩性玉米淀粉顯著改善磷酸鈣骨水泥的抗?jié)⑸⑿阅?，抗?jié)⑸⑾禂?shù)提高到93％，抗?jié)⑸r(shí)間也增加到120分鐘以上；固化時(shí)間基本不變；壓縮強(qiáng)度增加了近一倍，提高到32MPa。
權(quán)利要求
1.應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，其特征在于包括以下步驟(1)磷酸鈣骨水泥固化液的制備將變性淀粉加入到去離子水或離子液中配成含變性淀粉質(zhì)量百分比為0.2～2.0％的溶液，制得固化液；(2)骨損傷修復(fù)用磷酸鈣骨水泥材料固化體的制備按液固比0.3～0.7ml/g的比例將磷酸鈣骨水泥固體粉末與步驟(1)中得到的固化液混合均勻，調(diào)和成糊狀物，糊狀物通過(guò)器械直接植入手術(shù)部位使用，或者在體外人體模擬環(huán)境中固化后形成固化體再植入體內(nèi)，進(jìn)行臨床應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，其特征在于本發(fā)明中適用于磷酸鈣骨水泥材料的變性淀粉是指物理變性淀粉和化學(xué)變性淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，其特征在于所述物理變性淀粉是指預(yù)糊化淀粉；化學(xué)變性淀粉是指醚化淀粉、酯化淀粉和多元變性淀粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒ǎ涮卣髟谟谒雒鸦矸凼侵隔燃谆矸?、?yáng)離子淀粉和羥丙基淀粉；酯化淀粉是指磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉和黃原酸酯淀粉；多元變性淀粉是指兩性淀粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，其特征在于本發(fā)明適用的磷酸鈣骨水泥固體粉末指的是本領(lǐng)域中通常使用的磷酸鈣骨水泥，包括有“磷酸四鈣-磷酸氫鈣”系統(tǒng)骨水泥；“磷酸二氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣”系統(tǒng)骨水泥；“磷酸四鈣-α-磷酸三鈣”系統(tǒng)骨水泥；“磷酸四鈣-β-磷酸三鈣-磷酸二氫鈣”系統(tǒng)骨水泥；“無(wú)定形磷酸鈣-磷酸氫鈣”系統(tǒng)骨水泥和“磷酸氫鈣-α-磷酸三鈣-碳酸鈣”系統(tǒng)骨水泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用變性淀粉提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅艿姆椒?，其特征在于所述離子液是指磷酸緩沖溶液或生理鹽水，磷酸緩沖溶液包括有磷酸氫鈉溶液、磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫鉀溶液、磷酸氫二鉀溶液、稀磷酸。
全文摘要
本發(fā)明屬于骨損傷修復(fù)醫(yī)用材料領(lǐng)域，公開(kāi)了變性淀粉在提高磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅苌系男掠猛尽⒆冃缘矸奂尤氲饺ルx子水或離子液中配成含變性淀粉質(zhì)量百分比為0.2～2.0％的固化液；并按液固比0.3～0.7ml/g的比例與磷酸鈣骨水泥固體粉末混合均勻，調(diào)和成糊狀物，糊狀物通過(guò)器械直接植入手術(shù)部位使用，或者在體外人體模擬環(huán)境中固化后形成固化體再植入體內(nèi)，進(jìn)行臨床應(yīng)用。本發(fā)明首次將變性淀粉成功地應(yīng)用在磷酸鈣骨水泥中，同時(shí)滿足了既顯著地提高了磷酸鈣骨水泥抗?jié)⑸⑿阅?，又保持磷酸鈣骨水泥原有的固化特性并提高其力學(xué)性能的要求，有效地提高了手術(shù)的成功率。本發(fā)明既拓展了變性淀粉新的醫(yī)用價(jià)值，同時(shí)又使磷酸鈣骨水泥具有更廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61L27/12GK1785443SQ20051010047
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者陳玲, 向弘, 葉建東, 李曉璽, 李琳 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)