專利名稱：糊膏-粉末雙聚合物基骨水泥和用于注射該骨水泥的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于關節(jié)成形術或椎體成形術的糊膏-粉末骨水泥以及用于注射該骨水泥的設備，更具體地，本發(fā)明涉及一種可通過在待治療部位的將預定的化學-非反應性粉末狀組分溶解在液體單體中以形成具有高粘度的糊膏，隨后將其他粉末狀組分與糊膏在最少量的空氣中混合而直接用于該部位的糊膏-粉末二元聚合物骨水泥，因而該糊膏-粉末二元聚合物骨水泥無需另外的等待時間。
背景技術：
由于椎骨或骨的損壞，使用了向體內包埋人造材料的不同的方法。具體地，由于不同種類的關節(jié)(椎骨和骨)的損壞，對膝關節(jié)或髖關節(jié)廣泛使用總關節(jié)關節(jié)成形術和再手術。在這種情況下，為了補充與這種關節(jié)成形術和手術相關的骨損失，骨水泥用于固定包埋在身體中的人造材料。骨水泥，每一種都是用于增強流動性的材料，主要用于補充由于骨折或外科手術引起的骨損失或用于通過穩(wěn)定植入物來轉移在植入物和骨之間的機械載荷。骨水泥寬泛地分類為聚合物骨水泥和陶瓷骨水泥。此處，陶瓷骨水泥包括磷酸鈣(包括磷灰石)和具有生物相容性的生物陶瓷作為主要組分，并且由于其對于身體中的組織優(yōu)良的生物相容性，通常用作骨損失的替代物。然而，由于陶瓷骨水泥具有低強度，骨水泥通常用于固定人造材料例如植入物來代替陶瓷骨水泥。骨水泥包括粉末組分和液體組分。在手術時，這些粉末和液體組分彼此混合以形成糊膏，隨后使用該糊膏。粉末組分包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為主要組合物，并且，在市售可得的骨水泥中，粉末組分可包括甲基丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物作為主要組分。此外，粉末組分包括過氧化苯甲酰，其為自由基聚合引發(fā)劑。此外，粉末組分包括硫酸鋇或氧化鋯，其為造影劑(radiopacifier)，以增強對X_射線的不透明性。此外，粉末組分包括慶大霉素等作為抗生素，用于防止在手術期間的細菌感染。液體組分包括甲基丙烯酸甲酯，其為作為主要組分的單體。此外，液體組分可包括N，N-二甲基對甲苯胺(或二甲基氨基苯基乙醇)。N，N-二甲基對甲苯胺充當自由基活化齊U，以加速自由基的形成。此外，液體組分包括非常少量的氫醌作為穩(wěn)定劑來抑制當儲存骨水泥時的自聚合反應。當粉末組分和液體組分彼此混合時，混合物的粘度與在高流動性的初始狀態(tài)下聚合物粉末在液體單體中的溶解速率成比例快速提高，因此其混合物形成為面團狀混合物。此時，開始放熱自由基聚合。也就是，放熱自由基聚合通過使過氧化苯甲酰(其為包括在粉末組分中的聚合引發(fā)劑)與甲基丙烯酸甲酯(其包括在液體組分)反應而進行。在這種情況下，聚合度、強度、多孔性和骨水泥的殘余單體通過游離電子的游離度和濃度確定，游離電子由初始粘度引起。這種面團狀混合物通過聚合凝固并用于固定人造植入物。在涉及骨水泥的外科程序中，當粉末和液體組分彼此混合以形成具有預定粘度的面團狀混合物(此時(面團時間)，面團狀混合物不粘附于外科手套(不含粉末的膠乳手套))，因此在臨床應用時進行外科程序，也就是，此時將容易粘附于骨損失部分的骨水泥注入人體。因此，外科程序包括混合、等待、生面團和工作的步驟。此外，外科程序可進一步包括凝固的步驟，其中由于面團狀骨水泥中的聚合引起的粘度劣化而不再能進行工作?；旌?、等待、工作和凝固很大程度上受到PMMA聚合物的特征(例如，珠粒尺寸、分子量、其對非交聯(lián)的MMA單體的溶脹特征)以及工作溫度的影響。因此，面團狀骨水泥最好粘附于當面團狀骨水泥的聚合特征及其注射時間安排通過合成確定存在骨損失的部分。也就是，當將面團狀骨水泥施用于骨組織時，面團狀骨水泥中的自由基聚合快速加速，同時周圍溫度從室溫升至體溫，因此粘彈性面團狀骨水泥的彈性提高，結果是自由基和單體分子的擴散降低，由此快速到達凝固時間。由于當面團狀骨水泥的彈性快速提高時，手術在物理上(physically)受到限制，將粘彈性面團狀骨水泥施用于骨組織的外周或當不能準確理解施用的面團狀骨水泥的聚合特征并且過快或過慢決定面團狀骨水泥的注射時間時硬化。因此，實際上開發(fā)了用于由于醫(yī)生不同的臨床經驗引起的在施用骨水泥中的差異最小化的不同的混合和分配設備。同時，通常的粉末-液體骨水泥分類為低粘度骨水泥和高粘度骨水泥兩種，這取 決于它們的初始粘度。低粘度骨水泥，其初始流動性高，有利的在于，由于骨水泥形成面團狀骨水泥的時間長，可在開始工作之前充分準備，但是問題在于，其手術時間變長。高粘度骨水泥，其初始流動性低，問題在于，由于其快速硬化而必須快速施用。然而，高粘度骨水泥有利的在于，由于其能承受在用骨水泥處理的骨組織的外周出現(xiàn)的出血的壓力，其不與血液混合，并且有利的在于其可快速施用于骨組織。然而，在施用高粘度骨水泥時，由于骨水泥的高粘度，在混合過程期間必須另外使用用于防止引入空氣的真空混合機和用于注射高粘度骨水泥的高壓注射器。這些真空混合機和高壓注射器正逐步變得多種多樣和復雜化。這樣的多種多樣和復雜化的混合機和注射器用于降低由于骨水泥的復雜的聚合特征而引起的臨床差異，但是問題在于，由于復雜的混合和注射過程使施用骨水泥所耗的時間變長，并且必須購買用于每一個過程所需的儀器，因此增加了醫(yī)療費用。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的發(fā)明人試圖解決上述問題。結果是，開發(fā)了通過將預定的化學非反應性粉末狀組分溶解在液體單體中來形成粘稠的糊膏的技術，因此完成本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個目的是提供糊膏-粉末二元骨水泥以及用于注射該二元骨水泥的設備，在糊膏組分(Vs)和粉末組分(Ps)混合之后，所述二元骨水泥可形成為具有可直接引入體內的粘度的生面團，并且由于不像通過混合和等待過程形成為生面團的通常的粉末-液體骨水泥那樣需要等待過程，降低了操作時間。本發(fā)明的另一個目的是提供糊膏-粉末二元骨水泥以及用于注射該二元骨水泥的設備，其可使在其混合和施用過程中出現(xiàn)的醫(yī)生的個人技術差異最小化，這是因為由于高粘度聚合物骨水泥，通過BPO-DMPT引發(fā)反應形成的自由基具有圍繞MMA分子的低分子擴散，因此引發(fā)MMA的聚合，同時將面團狀聚合物骨水泥注入體內。本發(fā)明的再一個目的是提供糊膏-粉末二元骨水泥以及用于注射該二元骨水泥的設備，由于形成為具有適合注入體內的粘度的生面團以及在混合過程期間暴露于空氣并且與空氣的混合最小化，所述 二元骨水泥可容易地以生面團形式注入體內。本發(fā)明的再一個目的是提供糊膏-粉末二元骨水泥以及用于注射該二元骨水泥的設備，由于不需要用于防止骨水泥暴露于空氣的真空混合機和用于將聚合物骨水泥注入體內的高壓注射器，可快速施用所述二元骨水泥，因此不另外需要進行手術所需的準備過程，并且由于不需要另外的儀器并因此導致降低醫(yī)療費用，可減輕患者的經濟負擔。本發(fā)明的目的不局限于上述目的，并且由以下描述，本領域技術人員可清楚地理解未提及的本發(fā)明的其他目的。技術方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面提供了一種糊膏-粉末二元骨水泥，所述糊膏-粉末二元骨水泥含有糊膏組分，其通過將第一粉末狀組合物預先溶解(preliminarily dissolving)在液體組分中而制備；和粉末組分,其包括第二粉末狀組合物，其中，所述糊膏組分與粉末組分混合后能夠立即形成面團狀骨水泥，而無需面團時間。在糊膏-粉末二元骨水泥中，包括在ImL液體組分中的第一粉末狀組分以及第二粉末狀組分的總量為I. 5-2. 5g,基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量,第一粉末狀組分的量為25-80wt%，而基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，第二粉末狀組分的量為20-75wt%。此外,第一粉末狀組分包括丙烯酸酯類聚合物(acrylic polymer)、造影劑和抗生素，所述液體組分包括非交聯(lián)的甲醛丙烯酸甲酯(MMA)單體、自由基活化劑，并且第二粉末狀組分包括丙烯酸酯類聚合物、自由基引發(fā)劑和抗生素。 此外，丙烯酸酯類聚合物選自由PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯和它們的共聚物組成的組，所述PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物為非交聯(lián)的MMA單體的線性共聚物。此外，所述丙烯酸酯類聚合物形成為直徑為10-100 μ m的珠粒。此外，所述丙烯酸酯類聚合物的重均分子量為50，000-200, 000。此外，所述自由基引發(fā)劑為過氧化苯甲酰，并且所述自由基活化劑為N，N- 二甲基對甲苯胺。此外，基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，所述自由基引發(fā)劑的量為O. 25-2. 5wt%,并且基于液體組分的體積，自由基活化劑的量為O. 5-2. 5vol%。此外，所述造影劑為硫酸鋇(BaSO4)或二氧化鋯(ZrO2)，并且基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，造影劑的量為10-30wt%。此外，所述自由基抑制劑為氫醌，并且基于液體組分的體積，以O. 01-150ppm的量包括在所述液體組分中。此外，基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，抗生素的量為2. 5wt%或更少。本發(fā)明的另一方面提供了一種用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備，所述用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備包括共軸雙組分筒(cartridge)，其包括內筒和外筒；和混合管，其與所述共軸雙組分筒連接并且其中提供有混合葉輪。在該設備中，所述共軸雙組分筒的一側用于裝填糊膏組分，而其另一側用于裝填粉末組分。
此外，所述共軸雙組分筒的內筒具有平面管狀形狀(planar tubular shape),并因此被外筒圓形圍繞。此外，所述共軸雙組分筒和所述混合管可彼此分離。有益效果本發(fā)明的糊膏-粉末二元骨水泥和用于注射該二元骨水泥的設備具有以下效果。首先，根據(jù)本發(fā)明，在糊膏組分(Vs)和粉末組分(Ps)混合之后，所述糊膏-粉末二元骨水泥可形成為可直接引入體內的粘稠的生面團，并且由于不像通過混合和等待過程形成為生面團的通常的粉末-液體骨水泥那樣需要等待過程，降低了操作時間。此外，根據(jù)本發(fā)明，糊膏-粉末二元骨水泥可使在其混合和施用過程中出現(xiàn)的醫(yī)生的個人技術差異最小化，這是因為由于高粘度生面團，通過BPO-DMPT引發(fā)反應形成的自由基具有圍繞MMA分子的低分子移動，因此引發(fā)MMA的聚合，同時將骨水泥注入體內。此外，根據(jù)本發(fā)明，由于形成為具有適合注入體內的粘度的生面團以及在混合過程期間暴露于空氣并且與空氣的混合最小化，所述糊膏-粉末二元骨水泥可容易地以生面團形式注入體內。此外，根據(jù)本發(fā)明，由于不需要用于防止聚合物骨水泥暴露于空氣的真空混合機和用于將聚合物骨水泥注入體內的高壓注射器，由此不另外需要進行手術所需的準備過程，因此可快速施用所述糊膏-粉末二元骨水泥，并且由于不需要另外的儀器，因此可以導致降低醫(yī)療費用，從而可減輕患者的經濟負擔。


圖I為顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，具有不同的P/L(粉末/液體)比率(g/ml)的糊膏組分(Vs)的粘度(log(Pa · s))的圖；圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，工作時間的變化與在P/L比率為O. 9g/ml的糊膏組分(Vs)中BPO(g)和DMPT(ml)的量的關系的圖；圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，MMA的聚合度的變化與在P/L比率為O. 9g/ml的糊膏組分(Vs)中BPO(g)和DMPT(ml)的量的關系的圖；圖4為顯示作為對照組的常規(guī)的粉末-液體骨水泥和通過本發(fā)明的實施例4制造的糊膏-粉末二元骨水泥的凝固時間與等溫溫度(iso-temperature)的關系的圖；圖5為顯示作為對照組的常規(guī)的粉末-液體骨水泥和通過本發(fā)明的實施例4制造的糊膏-粉末二元骨水泥的MMA的聚合度與等溫溫度的關系的圖；圖6為顯示常規(guī)的粉末-液體骨水泥和本發(fā)明的糊膏-粉末二元骨水泥的壓縮強度的圖；圖7為顯示常規(guī)的粉末-液體骨水泥和本發(fā)明的糊膏-粉末二元骨水泥的撓曲彎 曲強度的圖；和圖8為顯示在本發(fā)明的糊膏-粉末二元骨水泥中糊膏組分(Vs)在目標溫度下的保存期限的圖，該圖使用差示掃描量熱儀(DSC)，在測試糊膏型非交聯(lián)的MMM單體的自聚合后，通過Arrhenius分析得到。
具體實施方式
用于本說明書和權利要求書的術語和詞語不應解釋為局限于典型的含義或字典的定義，而是應解釋為具有本發(fā)明的技術范圍相關的含義和概念，基于這樣的原則，發(fā)明人根據(jù)該含義可適當?shù)囟x術語的概念，以描述他或她所知的用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方法。下文中，將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。然而，本發(fā)明不局限于以下實施方式，并且可進行各種修改。在整個附圖中使用的相同的附圖標記是指相同或類似的組分，省略對其多余的描述。本發(fā)明提供了糊膏-粉末二元骨水泥，在將糊膏組分(Vs)與粉末組分(Ps)混合之后，可形成為可直接引入體內的粘稠的生面團，并且可降低操作時間，而無需進行等待過程。結果是，本發(fā)明可解決當通常的粉末-液體骨水泥形成為生面團(也就是，通過混合和等待過程的糊膏)時出現(xiàn)的問題。因此，本發(fā)明的糊膏-粉末二元骨水泥包括糊膏組分，其通過將第一粉末狀組合物預先溶解在液體組分中而制備；和粉末組分，其包括第二粉末狀組分，其中，所述糊膏組 分與粉末組分混合后能夠立即形成面團狀聚合物骨水泥，而無需等待時間。此處，優(yōu)選包括在ImL液體組分中的第一粉末狀組分以及第二粉末狀組分的總量為I. 5-2. 5g,基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量,第一粉末狀組分的量為25-80wt%，而基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，第二粉末組分的量為20_75wt%o此外，優(yōu)選第一粉末組分包括丙烯酸酯類聚合物、造影劑和抗生素，液體組分包括非交聯(lián)的MMA單體、自由基活化劑，而第二粉末狀組分包括丙烯酸酯類聚合物、自由基引發(fā)劑和抗生素。在這種情況下，丙烯酸酯類聚合物可選自由PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和它們的共聚物組成的組，所述PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物為非交聯(lián)的MMA單體的線性共聚物。由于預先溶解于液體組分中，不限制丙烯酸酯類聚合物。丙烯酸酯類聚合物可形成為珠粒，各珠粒直徑為10-100 μ m，優(yōu)選20-50 μ m，更優(yōu)選為25 μ m。當珠粒的直徑為25 μ m時，丙烯酸酯類聚合物呈現(xiàn)的溶解度使得，當粉末組分與糊膏組分混合時，可得到最優(yōu)良的生面團粘度。丙烯酸酯類聚合物可具有50，000-200, 000的重均分子量(Mw)。具體地，當丙烯酸酯類聚合物的重均分子量(Mw)為100，000g/mol時，最適宜預先溶解丙烯酸酯類聚合物。此外，可使用通常已知的自由基引發(fā)劑、自由基活化劑、造影劑、自由基抑制劑和抗生素。具體地，優(yōu)選過氧化苯甲酰(BPO)用作自由基引發(fā)劑，N，N-二甲基對甲苯胺(DMPT)用作自由基活化劑，硫酸鋇(BaSO4)或二氧化鋯(ZrO2)用作造影劑，氫醌(HQ)用作自由基抑制劑，并且慶大霉素(GM)用作抗生素。具體地，基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，自由基引發(fā)劑的量為O. 25-2. 5wt%，基于所述液體組分的體積，自由基活化劑的量為O. 5-2. 5vol%，基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，造影劑的量為10-30wt%，基于所述液體組分的體積，自由基抑制劑以O. 01-150ppm的量包括在所述液體組分中，并且基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，抗生素的量為2. 5被％或更少。由于不溶于非交聯(lián)的MMA單體的造影劑(BaSO4，硫酸鋇)和抗生素(GM，慶大霉素)在聚合的和凝固的基質中用于弱化機械性質，將它們在液體組分中均勻混合。因此，造影劑和抗生素用于防止通常的粉末-液體骨水泥均勻混合和聚集。此處，造影劑用于輻射成像。由于造影劑不能通過化學方法溶解于非交聯(lián)的MMA單體中，為了使造影劑不聚集和造影劑在糊膏組分中均勻分布，優(yōu)選在第一粉末狀組分的丙烯酸酯類聚合物溶解于液體組分中以呈現(xiàn)粘度之前，將造影劑混合和分離。出于該原因，將抗生素與造影劑混合。也就是，由于造影劑和抗生素的預先混合在其中不存在第一粉末狀組分的丙烯酸酯類聚合物的狀態(tài)進行，因此其預先混合物形成為液體組分，可得到比通過將常規(guī)的粉末-液體骨水泥混合得到的生面團更高的均勻性 。同時，由于抗生素的均勻分布影響在骨組織溶解后出現(xiàn)的孔的分布，考慮骨水泥的機械強度，抗生素的均勻分布非常重要。優(yōu)選抗生素以相同的量用于糊膏組分和粉末組分兩者之中。與在糊膏組分中預先混合的抗生素相比，包括在粉末組分中的抗生素可容易地擴散進入外周組織和骨，同時粉末組分以生面團形式引入。在糊膏組分中預先混合的抗生素留在聚合的基質中長時間，并同時呈現(xiàn)均勻的抗生素效果。因此，在液體組分中，將自由基活化劑(N，N_ 二甲基對甲苯胺)和自由基抑制劑(HQ，氫醌)事先混合并溶解于非交聯(lián)的MMA單體中。在儲存階段期間將自由基抑制劑暴露于熱和光，并用于防止非交聯(lián)的MMA單體的自發(fā)聚合。通常，自由基抑制劑以約IO-IOOppm的量包括在非交聯(lián)的MMA單體中。取決于溶解于液體組合物中的第一粉末狀組合物的丙烯酸酯類聚合物的量，可制備具有不同的粉末/液體(P/L)比率的糊膏組分。優(yōu)選預先溶解于糊膏組分中的第一粉末狀組分與液體組合物的比率為O. 5-1. 5g/ml。取決于丙烯酸酯類聚合物珠粒的平均分子量(Mw)和液體組合物對非交聯(lián)的MMA單體的溶脹特征，可選擇P/L比率。例如，當糊膏組合物(Vs)的P/L比率為lg/mol時,對于40g總量的粉末，20g粉末屬于糊膏組分(Vs)的第一粉末狀組合物，而20g粉末屬于粉末組分(Ps)的第二粉末狀組合物。將20g第一粉末狀組合物預先溶解于20mL液體組合物(MMA，DMPT, HQ)中，以形成糊膏組分(Vs)。如上所述的第二粉末狀組分包括丙烯酸酯類聚合物、自由基引發(fā)劑和抗生素。第二粉末狀組分可采用這樣的方式制備將粉末組合物在裝有直徑為IOmm的陶瓷球并以2Hz旋轉的球磨機中混合5小時,其中粉末組分以2. 5g/個陶瓷球的量裝入球磨機中。丙烯酸酯類聚合物可為PMMA聚合物，其可形成為平均直徑為25 μ m的珠粒；自由基引發(fā)劑可為過氧化苯甲酰，其可形成為平均直徑為20 μ m的珠粒；而抗生素可為慶大霉素，其可形成為平均直徑為 ο μ m的珠粒。當采用這種方式形成的第二粉末狀組分與糊膏組分(Vs)混合時，包括在第二粉末狀組分中的自由基引發(fā)劑和包括在糊膏組分(Vs)中的自由基活化劑快速擴散，以形成
自由基。此外，本發(fā)明提供了用于注射上述糊膏-粉末二元骨水泥的設備。用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備包括共軸雙組分筒，其包括內筒和外筒；和混合管，其與所述共軸雙組分筒連接并且其中提供有混合葉輪。此處，共軸雙組分筒的一側用于裝填糊膏組分(Vs)，而其另一側用于裝填粉末組分(Ps)。具體地，在從中除去陶瓷球后可將粉末組分(Ps)裝入具有低內摩擦的內筒中，而糊膏組分(Vs)在于O. 5Hz下預先混合之后可裝入外筒。此外，共軸雙組分筒設置為使得其內筒具有平面管狀形狀并且被其外筒圓形圍繞。因此，當該設備安裝在通常已知的擠出槍(extruding gun)中時，隨后操作擠出槍,粉末組分(Ps)和糊膏組合物(Vs)從共軸雙組分筒同時擠出，隨后通過混合管中提供的混合葉輪混合，并同時注入體內。也就是，根據(jù)本發(fā)明用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備設置為使得管狀內筒位于具有較大直徑的外筒的中心，并因此裝入內筒和外筒的化合物同時通過擠出槍擠出。因此，通過調節(jié)內筒的體積，這些雙組分化合物可以不同的體積比擠出。因此，在該設備中，由于與共軸雙組分筒連接的混合管其中提供有混合葉輪，使用其中骨水泥(Vs和Ps)彼 此混合的混合管，可將具有粘度的糊膏組分(Vs)和粉末組分(Ps)以生面團形式連續(xù)注入患者的骨組織或骨損失部分，并且由于混合葉輪，使得與最少量的空氣接觸。同時，如果需要，除了共軸雙組分筒的外筒以外，可使用混合鼓，以形成大量的糊膏組合物(Vs)，隨后在真空下將預定量的糊膏組合物(Vs)引入到外筒。此外，當共軸雙組分筒的外筒的體積為50mL或更少時，還可使用體積為50cc的雙型注射器，其常規(guī)地用于環(huán)氧粘合劑。此外，由于根據(jù)本發(fā)明用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備設置為使得共軸雙組分筒和混合管可彼此分離，通過包括混合葉輪的另一個混合管，可操作多個主體部件。也就是，在已操作預定的主體部件之后，將混合管從共軸雙組分筒分離，隨后將共軸雙組分筒密封。在這種情況下，當存在另外的操作要進行時，新的混合管與共軸雙組分筒連接，隨后使用。在本發(fā)明中，取決于面團狀骨水泥的粘度和臨床工作時間，考慮自由基(例如，BP0-DMPT)的濃度，可控制在引入體內的面團狀聚合物骨水泥中的聚合反應。具體地，取決于丙烯酸酯類聚合物對非交聯(lián)的MMA單體的溶脹特征，通過測量包括在糊膏組分(Vs)中的丙烯酸酯類聚合物的平均分子量(Mw)和測量糊膏組分(Vs)的粘度，面團狀骨水泥的粘度通過合成確定。此外，在本發(fā)明中，如后面所述，通過比較常規(guī)的粉末-液體骨水泥的生面團粘度與在不同的P/L比率下的糊膏組分(Vs)的粘度，測量糊膏-粉末骨水泥的最終的生面團粘度。此外，基于ASTM (美國材料與試驗協(xié)會)F451和IS0(國際標準化組織)5833，使用放熱測試方法、差示掃描量熱儀(DSC)和通用機械測試機(universal mechanical tester),檢驗在不同的溫度條件下糊膏-粉末二元骨水泥的聚合特征和機械性質，例如放熱溫度、固化時間、MMA聚合度、壓縮強度和彎曲強度。本發(fā)明的方式實施例I如下得到糊膏組分(Vs) I :將4g硫酸鋇(BaSO4)、O. 5g慶大霉素(GM)和5. 5gPMMA (各自為第一粉末狀組分)與19. 8mL非交聯(lián)的MMA單體(包括氫醌(HQ)作為自由基抑制劑)和O. 178mL DMPT (各自為液體組分)預先混合，隨后將PMMA聚合物作為第一粉末狀組分與預先混合物在以O. 5Hz旋轉的球磨機中靜態(tài)混合。在這種情況下，當形成糊膏組分(Vs)的過程在外筒中進行時，優(yōu)選通過在混合過程已完成后，將外筒保持在4°C的冷儲存中5小時，將在24小時混合過程期間可收集的氣泡從外筒除去。如下制備粉末組分(Ps)I :在以2Hz的旋轉速度的球磨機中，使用500mL特氟龍瓶，將包括29g PMMA聚合物、O. 5g BPO和O. 5g GM(各自為第二粉末狀組分)的粉末狀混合物與各自直徑為IOmm的陶瓷球(每2. 5g粉末狀混合物，一個陶瓷球)均勻混合5小時。此處，由于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量為40g，并且液體組分的體積為20mL，因此糊膏組合物(Vs)與固體組合物(Ps)的比率(P/L比率)為O. 5g/mL。實施例2-11糊膏組分(Vs) 2-11和粉末組分(Ps) 2-11采用與實施例I相同的方式制備，只是 相應地包括在糊膏和粉末組分中的PMMA聚合物的量不同，如下表I所示。糊膏組分(Vs)與粉末組分的比率(P/L比率)示于下表I。表I

權利要求
1.一種糊膏-粉末二元骨水泥，所述糊膏-粉末二元骨水泥含有 糊膏組分，該糊膏組分通過將第一粉末狀組合物預先溶解在液體組合物中而制備；和 粉末組分，該粉末組分包括第二粉末狀組合物， 其中，所述糊膏組分與粉末組分混合后能夠立即形成面團狀骨水泥，而無需另外的等待時間。
2.根據(jù)權利要求I所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，包括在ImL所述液體組合物中的所述第一粉末狀組合物以及所述第二粉末狀組分的總量為I. 5-2. 5g,基于第一粉末狀組合物和第二粉末狀組分的總量，所述第一粉末狀組合物的量為25-80wt%,而基于第一粉末狀組合物和第二粉末狀組分的總量，所述第二粉末狀組分的量為20-75wt%。
3.根據(jù)權利要求I所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，所述第一粉末狀組合物包括丙烯酸酯類聚合物、造影劑和抗生素，所述液體組合物包括非交聯(lián)的甲基丙烯酸甲酯單體、自由基活化劑和自由基抑制劑，并且所述第二粉末狀組分包括丙烯酸酯類聚合物、自由基引發(fā)劑和抗生素。
4.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，所述丙烯酸酯類聚合物選自由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和它們的共聚物組成的組，所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合物為非交聯(lián)的甲基丙烯酸甲酯單體的線性共聚物。
5.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，所述丙烯酸酯類聚合物形成為直徑為10-100 u m的珠粒。
6.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，所述丙烯酸酯類聚合物的重均分子量為 50，000-200, 000。
7.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末聚合物骨水泥，其中，所述自由基引發(fā)劑為過氧化苯甲酰，并且所述自由基活化劑為N，N- 二甲基對甲苯胺。
8.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，基于第一粉末狀組合物和第二粉末狀組分的總量，所述自由基引發(fā)劑的量為0. 25-2. 5wt%，并且基于所述液體組分的體積，所述自由基活化劑的量為0. 5-2. 5vol%。
9.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元聚合物骨水泥，其中，所述造影劑為硫酸鋇或二氧化鋯，并且基于第一粉末狀組分和第二粉末狀組分的總量，所述造影劑的量為10-30wt%o
10.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，所述自由基抑制劑為氫醌，并且基于所述液體組合物的體積，以0. 01-150ppm的量包括在所述液體組合物中。
11.根據(jù)權利要求3所述的糊膏-粉末二元骨水泥，其中，基于第一粉末狀組合物和第二粉末狀組分的總量，所述抗生素的量為2. 5wt%或更少。
12.用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備，所述糊膏-粉末二元骨水泥為權利要求1-11中任一項所述的糊膏-粉末二元骨水泥，所述設備包括 共軸雙組分筒，所述共軸雙組分筒包括內筒和外筒；和 混合管，所述混合管與所述共軸雙組分筒連接并且其中提供有混合葉輪。
13.根據(jù)權利要求12所述的用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備，其中，所述共軸雙組分筒的一側用于裝填糊膏組分，另一側用于裝填粉末組分。
14.根據(jù)權利要求12所述的用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備，其中，所述共軸雙組分筒的內筒具有平面管狀形狀，并因此被外筒圓形圍繞。
15.根據(jù)權利要求12所述的用于注射糊膏-粉末二元骨水泥的設備，其中，所述共軸雙組分筒和所述混合管能夠彼此分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于關節(jié)成形術或椎體成形術的聚合物基骨水泥，更具體地，本發(fā)明涉及一種通過如下方法制備的糊膏-粉末雙聚合物基骨水泥溶解特定的粉末組分，所述特定的粉末組分來自粉末組分并在液體單體中不引起化學反應，由此產生粘稠的糊膏；將剩余的粉末組分與糊膏混合，并且在外科手術過程中將混合物暴露在最小量的空氣中，由此所述混合物可直接用在正在操作的身體部位，而無需額外的粘附時間。本發(fā)明同樣涉及一種用于注射骨水泥的設備。
文檔編號A61M31/00GK102639157SQ201080054011
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權日2009年11月6日
發(fā)明者沈載范 申請人:引健特株式會社