專利名稱：醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物骨膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法。
背景技術(shù)：
生活中由于創(chuàng)傷、炎癥、感染、腫瘤切除和先天畸形等因素造成骨缺損和肢體不全，給患者的正常生活帶來(lái)極大的不便，其中相當(dāng)一部分骨創(chuàng)傷者需要進(jìn)行不同程度的早期救治或晚期修復(fù)。骨組織雖然具有自修復(fù)功能，但只限于小面積的骨缺損，且隨著年長(zhǎng)、 疾病及其它因素，這種功能會(huì)衰退。骨組織替換材料在人體骨組織的缺損修復(fù)及重建已喪失的生理功能方面起著重要的作用。作為骨組織替代材料，在力學(xué)性能和生物學(xué)性能方面要盡量與骨組織相似，現(xiàn)有的骨組織替代材料主要有金屬材料、高分子材料、陶瓷材料以及它們的復(fù)合材料。然而，這些修復(fù)材料都或多或少地存在著缺陷，其主要原因在于它們?cè)诠w來(lái)源數(shù)量，免疫排斥反應(yīng)等方面或是在力學(xué)穩(wěn)定性以及長(zhǎng)期置于人體中的生物相容性和生物降解性方面還存在一定的不足和局限性。近年來(lái)，在骨修復(fù)材料領(lǐng)域，可任意塑形并能自行固化的生物骨膠已成為生物醫(yī)學(xué)工程研究的重要內(nèi)容。理想的生物骨膠需具有良好的生物相容性及生物降解性、降解產(chǎn)物無(wú)毒、與硬組織有匹配良好的力學(xué)性能、且能經(jīng)受高溫消毒等性能。因此，制備一種可注射、降解速度快、力學(xué)性能良好、兼有骨替代和骨粘接的新型生物骨膠成為骨修復(fù)材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，制備出的生物骨膠兼有骨替代和骨粘接的作用。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，包括以下操作步驟
步驟1，
先將醫(yī)用級(jí)氧化鎂MgO放在坩堝中，然后將MgO和坩堝一起置于箱式電阻爐中在煅燒溫度為1100 1600°C的條件下對(duì)MgO高溫煅燒3小時(shí)，然后通過(guò)行星式球磨機(jī)將高溫煅燒后的MgO干磨粉碎至粒度為6 μ m 10 μ m的粉體； 步驟2，
將磷酸二氫鉀KH2PO4置于行星式球磨機(jī)中干磨粉碎至粒度為10 μ m 20 μ m的粉體， 并干燥； 步驟3，
將步驟1得到的MgO粉體與步驟2得到的KH2PO4粉體混合均勻得到混合物A，其中， MgO粉體與KH2PO4粉體的質(zhì)量比為1 1 ；然后邊攪拌邊向混合物A中加入固相調(diào)和液得到混合物B，加完后繼續(xù)攪拌至混合物B固化，得到固化物，其中，Ig混合物A中加入0. 25 0. 67ml固相調(diào)和液；步驟4，
最后將固化物放置在溫度為37°C，相對(duì)濕度為100%的環(huán)境中48h，即制得磷酸鎂生物骨膠。上述步驟1中，將高溫煅燒后的MgO通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為6 μ m IOym的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為3小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為 400r/mino上述步驟2中，將磷酸二氫鉀KH2PO4通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為 10 μ m 20 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 1，球磨時(shí)間為4小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min。上述步驟1中，MgO的煅燒溫度為1300 1600°C。其中，固相調(diào)和液為蒸餾水、去離子水、生理鹽水、葡萄糖溶液或體積濃度為10% 的稀磷酸溶液。本發(fā)明的有益效果是經(jīng)本發(fā)明制備出的生物骨膠完全可以滿足臨床的要求，可以用于解決不穩(wěn)定骨折治療及人工關(guān)節(jié)假體粘結(jié)固定方面的問(wèn)題。且本發(fā)明制備的生物骨膠可注射、降解速度快、力學(xué)性能良好，其水化產(chǎn)物具有良好的生物相容性、降解性和膠粘性，且對(duì)生物體無(wú)毒副作用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1及實(shí)施例2制備出的兩種磷酸鎂生物骨膠的XRD相成分對(duì)比圖譜；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制備出的磷酸鎂生物骨膠的SEM圖譜； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2制備出的磷酸鎂生物骨膠的SEM圖譜； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例3及實(shí)施例4制備出的兩種磷酸鎂生物骨膠的XRD相成分對(duì)比圖
譜；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例3制備出的磷酸鎂生物骨膠的SEM圖譜； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例4制備出的磷酸鎂生物骨膠的SEM圖譜； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例5制備出的磷酸鎂生物骨膠的重量與浸泡時(shí)間關(guān)系曲線圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例5制備出的磷酸鎂生物骨膠的失重率變化曲線圖； 圖9是本發(fā)明實(shí)施例5制備出的磷酸鎂生物骨膠的降解速率與浸泡時(shí)間關(guān)系曲線圖； 圖10是本發(fā)明實(shí)施例5制備出的磷酸鎂生物骨膠在模擬體液浸泡后的XRD相成分圖
譜；
圖11是本發(fā)明實(shí)施例5制備出的磷酸鎂生物骨膠浸泡前的SEM圖譜； 圖12是本發(fā)明實(shí)施例5制備出的磷酸鎂生物骨膠浸泡后的SEM圖譜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1
本發(fā)明一種醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，包括以下操作步驟 步驟1，先將醫(yī)用級(jí)氧化鎂MgO放在坩堝中，然后將MgO和坩堝一起置于箱式電阻爐中在煅燒溫度為1300°C的條件下對(duì)MgO高溫煅燒3小時(shí)，將高溫煅燒后的MgO通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為6 μ m 10 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為 3小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min ； 步驟2，
將磷酸二氫鉀KH2PO4通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為10 μ m 20 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為4小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min ；球磨完后經(jīng)電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥； 步驟3，
將步驟1得到的6g MgO粉體與步驟2得到的6g KH2PO4粉體混合均勻得到混合物A; 然后邊攪拌邊向12g混合物A中加入細(xì)1蒸餾水得到混合物B，加完后繼續(xù)攪拌至混合物B 固化，得到固化物； 步驟4，
最后將固化物放置在溫度為37°C，相對(duì)濕度為100%的環(huán)境(水浴鍋)中48h，在此過(guò)程中骨膠的強(qiáng)度得到增強(qiáng)，即制得磷酸鎂生物骨膠。實(shí)施例2
實(shí)施2與實(shí)施例1唯一不同的是步驟1中對(duì)MgO的煅燒溫度不同，實(shí)施例2對(duì)MgO的煅燒溫度為1600°C，其他條件均相同，在此不做贅述。如圖1所示，在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，MgO分別在1300°C和1600°C的條件下進(jìn)行煅燒，對(duì)最終磷酸鎂生物骨膠產(chǎn)物的相組成影響不大，其所得產(chǎn)物均存在大量未反應(yīng)的MgO 顆粒，此外還出現(xiàn)了 KMgPO4 · 6H20和少量KMgPO4 · H2O,其產(chǎn)物具有良好的生物相容性、粘接性和降解性，且對(duì)生物體無(wú)毒副作用。如圖2和圖3所示，實(shí)施例1和實(shí)施例2所制得磷酸鎂生物骨膠，其微觀結(jié)構(gòu)均呈多孔層片狀，片狀物即為KMgPO^e0體，它們相互搭接交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，覆蓋在未反應(yīng)的MgO 顆粒表面及顆粒之間的孔隙內(nèi)，并形成一層水化產(chǎn)物膜將氧化鎂粒子緊密地連結(jié)成一體， 這樣在體內(nèi)就形成以MgO顆粒為骨架，以磷酸鹽結(jié)晶水化物為粘結(jié)相的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3
本發(fā)明一種醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，包括以下操作步驟 步驟1，
先將醫(yī)用級(jí)氧化鎂MgO放在坩堝中，然后將MgO和坩堝一起置于箱式電阻爐中在煅燒溫度為1600°C的條件下對(duì)MgO高溫煅燒3小時(shí)，將高溫煅燒后的MgO通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為6 μ m 10 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為 3小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min ； 步驟2，
將磷酸二氫鉀KH2PO4通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為10 μ m 20 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為4小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min ；球磨完后經(jīng)電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥； 步驟3，
將步驟1得到的5g MgO粉體與步驟2得到的5g KH2PO4粉體混合均勻得到混合物A;CN 102416197 A
說(shuō)明書
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然后邊攪拌邊向IOg混合物A中加入2. 5ml蒸餾水得到混合物B，加完后繼續(xù)攪拌至混合物 B固化，得到固化物； 步驟4，
最后將固化物放置在溫度為37°C，相對(duì)濕度為100%的環(huán)境(水浴鍋)中48h，在此過(guò)程中骨膠的強(qiáng)度得到增強(qiáng)，即制得磷酸鎂生物骨膠。實(shí)施例4
實(shí)施例4與實(shí)施例3唯一不同的是，步驟3中混合物A中加入的蒸餾水的量不同，實(shí)施例4是在5g MgO粉體與5g KH2PO4粉體混合均勻得到的混合物A中加入6. 7ml蒸餾水得到混合物B ；其他條件均相同，在此不做贅述。如圖4所示，實(shí)施例3和實(shí)施例4中，同樣的混合物A中分別加入2. 5ml蒸餾水和 6. 7ml蒸餾水，對(duì)磷酸鎂生物骨膠產(chǎn)物的相組成影響不大，其所得產(chǎn)物均存在大量未反應(yīng)的 MgO顆粒，此外還出現(xiàn)了 KMgPO4 · 6H20和少量KMgPO4 · H2O,其產(chǎn)物具有良好的生物相容性、 粘接性和降解性，且對(duì)生物體無(wú)毒副作用。如圖5和圖6所示，實(shí)施例3及實(shí)施例4制備出的兩種磷酸鎂生物骨膠，其結(jié)構(gòu)均為層片狀，中間存在很多大小不同的孔隙，有利于生物骨膠的降解和新的骨組織的長(zhǎng)入。實(shí)施例4制備出磷酸鎂生物骨膠的孔徑比實(shí)施例3制備出磷酸鎂生物骨膠的孔徑要大，這是由于水含量的增加，可以增加骨膠漿體初始的充水空間和氣泡，從而導(dǎo)致固化后骨膠的孔徑變大。實(shí)施例5
本發(fā)明一種醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，包括以下操作步驟 步驟1，
先將醫(yī)用級(jí)氧化鎂MgO放在坩堝中，然后將MgO和坩堝一起置于箱式電阻爐中在煅燒溫度為1100°C的條件下對(duì)MgO高溫煅燒3小時(shí)，將高溫煅燒后的MgO通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為6 μ m 10 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為 3小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min ； 步驟2，
將磷酸二氫鉀KH2PO4通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為10 μ m 20 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 :1，球磨時(shí)間為4小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min ；球磨完后經(jīng)電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥； 步驟3，
將步驟1得到的5g MgO粉體與步驟2得到的5g KH2PO4粉體混合均勻得到混合物A; 然后邊攪拌邊向IOg混合物A中加入6ml去離子水得到混合物B，加完后繼續(xù)攪拌至混合物 B固化，得到固化物； 步驟4，
最后將固化物浸泡在模擬體液(SBF)中放入37°C，100%濕度環(huán)境(水浴鍋)中進(jìn)行降解試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)磷酸鎂生物骨膠的降解性。從圖7、圖8和圖9中可以看出，磷酸鎂生物骨膠的重量與浸泡時(shí)間和失重率變化曲線近似成線性關(guān)系變化，降解速率近似為一條直線，說(shuō)明磷酸鎂生物骨膠在模擬體液 (SBF)浸泡過(guò)程中，生物骨膠是可以降解的，且在降解過(guò)程中的重量損失是均勻的。圖10是磷酸鎂生物骨膠在模擬體液浸泡后的XRD相成分圖譜，從圖中可以看出，浸泡一段時(shí)間后， 產(chǎn)生了大量的氫氧化鎂Mg(OH)2，粘接相磷酸鎂鉀KMgPO4消失。氫氧化鎂的產(chǎn)生主要是由于在浸泡過(guò)程中MgO與水的反應(yīng)而生成。由于浸泡后骨膠樣品變得松散，可以進(jìn)一步證明在浸泡過(guò)程中粘結(jié)相KMgPO4溶解，在隨后的SEM分析中也可以看出。如圖11和圖12所示， 可以看出，浸泡后，孔隙明顯增多，孔徑變大，結(jié)構(gòu)變的疏松。這是由于磷酸鎂生物骨膠是以 MgO顆粒為骨架，KMgPO4為粘接相的多孔骨膠凝材料，在浸泡過(guò)程中，粘接相KMgPO4溶解，使得孔隙增多，結(jié)構(gòu)變得疏松。
權(quán)利要求
1.醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，其特征在于，包括以下操作步驟步驟1，先將醫(yī)用級(jí)氧化鎂MgO放在坩堝中，然后將MgO和坩堝一起置于箱式電阻爐中在煅燒溫度為1100 1600°C的條件下對(duì)MgO高溫煅燒3小時(shí)，然后通過(guò)行星式球磨機(jī)將高溫煅燒后的MgO干磨粉碎至粒徑為6 μ m 10 μ m的粉體；步驟2，將磷酸二氫鉀KH2PO4置于行星式球磨機(jī)中干磨粉碎至粒徑為10 μ m 20 μ m的粉體， 并干燥；步驟3，將步驟1得到的MgO粉體與步驟2得到的KH2PO4粉體混合均勻得到混合物A，其中， MgO粉體與KH2PO4粉體的質(zhì)量比為1 1 ；然后邊攪拌邊向混合物A中加入固相調(diào)和液得到混合物B，加完后繼續(xù)攪拌至混合物B固化，得到固化物，其中，Ig混合物A中加入0. 25 0. 67ml固相調(diào)和液；步驟4，最后將固化物放置在溫度為37°C，相對(duì)濕度為100%的環(huán)境中48h，即制得磷酸鎂生物骨膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，其特征在于 所述步驟1中，將高溫煅燒后的MgO通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為6 μ m 10 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 1，球磨時(shí)間為3小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，其特征在于 所述步驟2中，將磷酸二氫鉀KH2PO4通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨粉碎至粒徑為10 μ m 20 μ m的粉體，選用瑪瑙球作為研磨球，球料比為1 1，球磨時(shí)間為4小時(shí)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，其特征在于 所述步驟1中，MgO的煅燒溫度為1300 1600°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，其特征在于 所述固相調(diào)和液為蒸餾水、去離子水、生理鹽水、葡萄糖溶液或體積濃度為10%的稀磷酸溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種醫(yī)用骨粘接劑-磷酸鎂生物骨膠的制備方法，先將氧化鎂放在坩堝中置于箱式電阻爐中煅燒3小時(shí)，然后通過(guò)行星式球磨機(jī)干磨成6μm～10μm的粉體；將磷酸二氫鉀置于行星式球磨機(jī)中干磨成10μm～20μm的粉體；將MgO粉體與KH2PO4粉體混合均勻并加入固相調(diào)和液，攪拌固化，最后將固化試樣放置在溫度為37℃，相對(duì)濕度為100%的環(huán)境中48h，即制得磷酸鎂生物骨膠。本發(fā)明制備的生物骨膠可注射、降解速度快、力學(xué)性能良好，其水化產(chǎn)物具有良好的生物相容性、降解性和膠粘性，且對(duì)生物體無(wú)毒副作用。
文檔編號(hào)A61L24/02GK102416197SQ20111022371
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉林濤, 張姣, 李均明, 王愛娟, 馬安博 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)