專利名稱：一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料及制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用修復(fù)材料領(lǐng)域，涉及一種新型的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料及其制備方法，本發(fā)明的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料具有良好的流動(dòng)性，更高的力學(xué)性能，降解率及生物活性。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國50歲以上人群中有骨質(zhì)疏松患者近7000萬，每年新發(fā)脊柱壓縮骨折約181萬例。目前，微創(chuàng)椎體成型或球囊成型術(shù)已經(jīng)成為脊柱骨質(zhì)疏松壓縮骨折的主要外科治療手段。現(xiàn)在，國內(nèi)外椎體或球囊成型術(shù)中所采用的材料大多數(shù)為不可吸收的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)。該材料存在明顯缺陷，即:單純?yōu)榱W(xué)支撐材料，無生物活性(骨傳導(dǎo)、誘導(dǎo)作用等)，不能促進(jìn)脊柱骨折愈合，并且在固化過程中發(fā)熱明顯，容易導(dǎo)致周圍組織細(xì)胞壞死；同時(shí)，該材料為不可吸收高分子材料，在體內(nèi)無法吸收，長期以異物形式存留，可引起相鄰節(jié)段應(yīng)力增加，增加鄰近節(jié)段骨折的風(fēng)險(xiǎn)。因此，尋找一種具有良好流動(dòng)性、骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)作用，兼具良好的力學(xué)支撐性能及一定降解率的骨修復(fù)材料已經(jīng)成為骨科亟待解決的難題。磷酸I丐骨水泥(Calcium phosphate cement,CPC)因其自固化,無類似PMMA的產(chǎn)熱效應(yīng)，可任意塑性，良好的生物相容性、骨傳導(dǎo)性及可降解被新生骨替代等特點(diǎn)，具有廣闊的臨床應(yīng)用價(jià)值。骨傳導(dǎo)性即指其能與周圍骨組織良好的結(jié)合，引導(dǎo)骨的生長。研究表明，CPC固化過程中沉積形成的羥基磷灰石(HAp)對(duì)于維持移植物與骨界面是界面穩(wěn)定具有關(guān)鍵作用。然而，HAp的結(jié)晶程度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在體內(nèi)降解緩慢，提高骨組織生成的作用有限。另外，CPC低力學(xué)強(qiáng)度缺點(diǎn)也限制了其在臨床的應(yīng)用(Biomaterials2009，30:2675-82 ；J Mater Sc1:Mat er Med.2011;22:607-15 ；J Mater Sc1:Mater Med.2010 ;21:3065-76)。同時(shí)，在一些供血不足區(qū)域及伴代謝紊亂的老年病患中，CPC的骨傳導(dǎo)作用并不足以達(dá)到完全的骨修復(fù)效果(J Biomed Mater Res A2008; 87A: 780-791 )，因此賦予CPC更高的傳導(dǎo)性或誘導(dǎo)性可進(jìn)一步改善其生物學(xué)性能。近來，生物玻璃(BG)由于其良好的生物活性和生物相容性倍受關(guān)注(J.Biomed.Mater.Res2010; 95:137-45; J.Biomed.Mater.Res2010; 21:25-32)。研究表明，在生物玻璃與軟組織或骨之間存在密切的離子交換，可直接參與人體骨組織的代謝和修復(fù)過程，最終可在材料表面形成與人體骨相同的無機(jī)礦物成分——碳酸羥基磷灰石，誘導(dǎo)新生骨組織的生長。生物玻璃釋放的Si離子，在材料界面與人體骨組織之間形成化學(xué)鍵合，此化學(xué)鍵合的連接強(qiáng)度提供了很高的移植物與界面的穩(wěn)定性，傳導(dǎo)性優(yōu)于羥基磷灰石。Ducheyne et al.等發(fā)現(xiàn)BG可釋放Ca, P, Si離子,形成磷酸韓鹽層及選擇性吸收如粘連蛋白等蛋白成分，有利于成骨細(xì)胞與材料表面的吸附及細(xì)胞的成骨表達(dá)進(jìn)而提高骨形成速率(Biomaterials.2009;30:3542-50 ；Biomaterials2006 ;27:1907-1926 ；J Biomed MaterRes A.2008;86A:31-40;J BiomedMater Res B2012;100B:437_446)。BG 與 MC3T3-E1 細(xì)胞培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，成骨細(xì)胞表型的表達(dá)明顯增加。與骨髓基質(zhì)細(xì)胞(MSCs)共培養(yǎng)后，細(xì)胞的堿性磷酸酶活性(ALP)明顯高于單純培養(yǎng)基培養(yǎng)的對(duì)照組(J.Biomed.Mater.Res.2005 ；73:21-29 ；Biomaterials2007 ;28:40917)。LEE 等利用熱壓技術(shù)在 700V 800°C條件下制成了生物玻璃/HA復(fù)合材料，與單純HA陶瓷相比，材料的抗彎強(qiáng)度大大提高，模擬體液SBF浸泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與純HA相比，材料能夠激活成骨細(xì)胞，具有良好的生物相容性和生物活性(Biomaterials2005 ;26:4395-404)。然而，國內(nèi)外研發(fā)出的生物玻璃主要為固態(tài)，植入需進(jìn)行周圍組織的廣泛暴露，不適合椎體成型或球囊成型術(shù)的要求及不規(guī)則骨缺損如口腔及顱面部等處的骨缺損填充修復(fù)。同時(shí)，現(xiàn)有的生物玻璃生物力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較低，不適合應(yīng)用于脊柱等重要的承重部位的骨修復(fù)。根據(jù)申請(qǐng)人所做的資料檢索，迄今為止未見將生物玻璃與CPC按不同比例混合進(jìn)一步提高CPC生物活性及降解性能兼具良好可注射性，高力學(xué)強(qiáng)度的報(bào)道
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的磷酸鈣骨水泥水化產(chǎn)物HAp降解率低，改善骨組織生成作用有限及力學(xué)性能低等不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種新型可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料，其特征在于，由固相粉末及液相兩部分組成，固相粉末和液相的比例為2.0g/mf 3.0g/ml ；所述的固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成，45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總重量的5°/Γ40% ；所述的液相是濃度為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。所述的45S5生物玻璃的原料按以下重量百分比制成:Si02:51.20%, NaCO3:3.55%，CaCO3:18.86t%, CaF2:8.19%, K2CO3:7.47%, P2O5:10.73%。上述可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行:I) 45S5生物玻璃的制備:將45S5生物玻璃原料按照重量配比混合均勻后在高溫玻璃升降爐內(nèi)于1170°C熔融40min，然后快速倒入去離子水中進(jìn)行水淬，然后將生物玻璃濾出并置于70°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥lh，在瑪瑙研缽體內(nèi)研磨，取顆粒粒徑約為10微米的生物玻璃，即得到45S5生物玻璃備用。2)可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備:取平均粒徑為6微米的磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣，兩者按摩爾比為1:1配制成磷酸鈣骨水泥；將45S5的生物玻璃按固相粉末總重量(即磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的5°/Γ40%摻加到磷酸鈣骨水泥中，得到固相粉末；取質(zhì)量濃度IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液作為液相，按照固相粉末與液相的比例為2.0g/mf 3.0g/ml，調(diào)和形成糊狀物，得到可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料。
本發(fā)明的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料可用于口腔、顱面部及骨科的骨缺損修復(fù)，如顱骨骨折，根管填充，下頜骨置換，顎竇增高術(shù)，橈骨遠(yuǎn)端骨折及椎體成型術(shù)等，亦可用于椎體塌陷和椎體骨質(zhì)疏松性骨折的強(qiáng)化固定治療。本發(fā)明制備的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料，能較好的滿足骨修復(fù)材料良好的流動(dòng)性，更高的力學(xué)性能，降解率及生物活性的要求，在臨床骨組織創(chuàng)傷修復(fù)和骨質(zhì)疏松領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)明制備的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的優(yōu)點(diǎn)在于:45S5生物玻璃可快速釋放Ca，P，Si等離子，改善材料降解性能，改變水化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)提高力學(xué)性能，提供更穩(wěn)定的化學(xué)鍵合和更高的生物活性，更有利于新生骨組織長入。


圖1為可注射BG-CPC復(fù)合生物材料水化I天后的X射線衍射圖譜。其中，Ca)為單純CPC材料；(b)為含20wt%BG的BG-CPC復(fù)合生物材料；(c)為含40wt%BG的BG-CPC復(fù)合生物材料；圖2為可注射BG-CPC復(fù)合生物材料水化I天后的掃描電鏡圖；其中(a)為單純CPC ; (b)為40%的BG-CPC復(fù)合生物材料；圖3為BG-CPC復(fù)合生物材料水化I天后的壓縮強(qiáng)度與BG重量百分含量之間力學(xué)性能關(guān)系。

圖4為BG-CPC復(fù)合生物材料浸泡模擬體液7d后的掃描電鏡圖；其中，(a)為單純CPC材料；(b)為40%BG-CPC復(fù)合生物材料。圖5為BG-CPC復(fù)合生物材料與單純CPC材料在不同時(shí)間點(diǎn)的體外降解率的比較；圖6為BG-CPC復(fù)合生物材料與單純CPC材料在不同時(shí)間點(diǎn)的可注射性比較；圖7為可注射BG-CPC復(fù)合生物材料與成骨細(xì)胞共培養(yǎng)7天后的細(xì)胞ALP活性。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料，固相粉末及液相兩部分組成，固相粉末和液相的比例為2.0g/mf 3.0g/ml ；其中，固相粉末由磷酸鈣骨水泥和生物玻璃組成，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩 爾比1:1混合組成，生物玻璃的加入量占總重量(磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的5% 40% ；所述的液相是濃度為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。本發(fā)明的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料，將生物玻璃與CPC的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合進(jìn)行復(fù)合，形成了具有良好的流動(dòng)性，更高力學(xué)性能，降解率和生物活性。既能通過生物玻璃的快速溶解，釋放Ca，P及Si離子，改善材料降解性能，提供更穩(wěn)定的化學(xué)鍵合和更高的生物活性，又能通過提高復(fù)合材料的可注射性及力學(xué)強(qiáng)度。彌補(bǔ)了單純的CPC或生物玻璃的不足。以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1:
步驟一:45S5生物玻璃的制備45S5生物玻璃的主要原料有二氧化硅，碳酸鈉，碳酸鈣，氟化鈣，碳酸鉀以及五氧化二磷。將原料按照一定比例(51.20wt%Si02, 3.55wt%NaC03, 18.86wt%CaC03, 8.19wt%CaF2,
7.47wt%K2C03和10.73wt%P205)混合均勻后在高溫玻璃升降爐內(nèi)于1170°C熔融40min后快速倒入去離子水中進(jìn)行水淬，將生物玻璃濾出并置于70°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥lh，在瑪瑙研缽體內(nèi)研磨，取顆粒粒徑約為10微米的生物玻璃，即得到45S5生物玻璃備用。步驟二:生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備將45S5生物玻璃按固相粉末總重量(即磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的5%摻加到骨水泥中組成固相粉末，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣混合組成，兩者的摩爾比為1: 1，平均粒徑約為6微米。液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。按照所述固相粉末與液相(固化液)的比例為2.0g/ml調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的固化時(shí)間為15±1.6min，表明加入5wt%的45S5生物玻璃并不影響CPC固化時(shí)間。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(Φ5Χ 10mm3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為15±2.3MPa，表明加入5wt%的45S5生物玻璃對(duì)CPC的力學(xué)性能提高不明顯。XRD衍射圖顯示與CPC相比，無明顯改變。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，固化I天后顯示材料橫截面形成塊狀固化物并具有較多微孔，與相同固化條 件下的CPC無明顯差別。浸泡模擬體液(SBF)7天后可在材料表面形成一定數(shù)量納米級(jí)HA沉積。固化7min后的可注射性能良好。與成骨細(xì)胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的ALP活性高于單純CPC組，但無顯著性差異。表明加入45S5生物玻璃可提聞材料生物活性。實(shí)施例2:步驟一:與實(shí)施例1相同。步驟二:生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備將45S5的生物玻璃按固相粉末總重量(即磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的5%摻加到骨水泥中組成固相粉末，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣混合組成，兩者的摩爾比為1:1，平均粒徑約為6微米,液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。按照所述固相粉末與液相(固化液)的比例為3.0g/ml調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的固化時(shí)間為12±1.2min，表明提高固液比可進(jìn)一步縮短固化時(shí)間。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(Φ5Χ10πιπι3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為21±2.4MPa，表明提高固液比可進(jìn)一步提高力學(xué)性能。注射性能與實(shí)施例1相比，明顯下降，固化7min后可注射性降為54±5.0%。實(shí)施例3:步驟一:與實(shí)施例1相同。步驟二:生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備 將45S5生物玻璃按(磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)總重量的20%摻加到骨水泥中組成固相粉末，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣混合組成，兩者的摩爾比為1:1，平均粒徑約為6微米；液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。按照所述固相粉末與液相(固化液)的比例為2.0g/ml調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的固化時(shí)間為21 ± 1.4min，表明加入20wt%的45S5生物玻璃延長了 CPC固化時(shí)間。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(05X 10mm3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為14±0.7MPa (圖3)，其XRD衍射圖如圖1 (b)所示，主衍射峰仍然為HA同時(shí)出現(xiàn)Ca2SiO4衍射峰，表明加入生物玻璃后復(fù)合材料成分發(fā)生改變。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，固化I天后顯示材料橫截面結(jié)構(gòu)較相同固化條件下CPC結(jié)構(gòu)更為緊湊。浸泡模擬體液(SBF) 7天后可在材料表面形成納米級(jí)HA沉積，沉積的HA數(shù)量及密度明顯優(yōu)于單純CPC，浸泡7到28天后，材料的降解率從4.7±0.7%提高到12.6±3.5% (圖5)。固化7min后的可注射性能優(yōu)于相同固化條件下的CPC (圖6)。與成骨細(xì)胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的ALP活性明顯優(yōu)于單純CPC組(圖7)。表明加入45S5生物玻璃提高了材料的生物活性。實(shí)施例4:步驟一:與實(shí)施例1相同。步驟二:生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備將45S5生物玻璃按總重量(磷酸鈣 骨水泥+生物玻璃)的20%摻加到骨水泥中組成固相粉末，其中，磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣混合組成，兩者的摩爾比為1:1，平均粒徑約為6微米，液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。按照所述固相粉末與固化液的比例為3.0g/ml調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的固化時(shí)間為17±1.9min，表明提高了固液比，凝固時(shí)間縮短。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(05X 10mm3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為23±0.1MPa,表明提高固液比可進(jìn)一步提高力學(xué)性能?？勺⑸湫耘c實(shí)施例3相比，有一定下降，但仍然保持較好的可注射性能，固化7min后，可注射性為79±2.4%。實(shí)施例5:步驟一:與實(shí)施例1相同。步驟二:生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備將45S5生物玻璃按總重量(磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的40%摻加到骨水泥中組成固相粉末，其中磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣混合組成，兩者的摩爾比為1:1，平均粒徑約為6微米，液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。按照所述固相粉末與液相(固化液)的比例為2.0g/ml，調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的固化時(shí)間為25 ±0.9min,表明隨著45S5生物玻璃加入量增加，材料固化時(shí)間延長。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(05X 10mm3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為26±6.7MPa(圖3)，其XRD衍射圖如圖1(c)所示，表明主衍射峰仍然為HA同時(shí)出現(xiàn)Ca2SiO4和Ca3SiO5衍射峰。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，固化I天后顯示材料橫截面結(jié)構(gòu)較相同固化條件下單純CPC組及實(shí)施例1和3更為緊湊(圖2b)。浸泡模擬體液(SBF)7天后可在材料表面形成大量納米級(jí)HA沉積并且相互聚集形成HA沉積層覆蓋于材料表面，HA數(shù)量及密度優(yōu)于實(shí)施例1和3 (圖4b)，浸泡7到28天后，材料的降解率從6.9±0.9%提高到14.6±2.9%(圖5)。固化7min后的可注射性能改善明顯，優(yōu)于相同固化條件下的單純CPC組及實(shí)施例3 (圖6)。與成骨細(xì)胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的ALP活性明顯優(yōu)于單純CPC組(圖7)。表明隨著生物玻璃量的增加，生物活性進(jìn)一步提高。實(shí)施例6:步驟一:與實(shí)施例1相同。步驟二:生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備將45S5生物玻璃按按總重量(磷酸鈣骨水泥+生物玻璃)的40%摻加到骨水泥中組成固相粉末，其中磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣混合組成，兩者的摩爾比為1: 1，平均粒徑約為6微米，液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液。按照所述固相粉末與液相(固化液)的比例為3.0g/ml調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的固化時(shí)間為20±2.3min，表明提高固液比可縮短凝固時(shí)間。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(Φ5Χ 10mm3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為39±1.6MPa。可注射性與實(shí)施例5相比，有一定下降，但固化7min后仍保持良好可注射性，為 81 土 L 8% ο對(duì)比實(shí)施例:可注射磷酸鈣骨水泥制備:將磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣，平均粒徑約為6微米，按摩爾比1:1混合后作為固相粉末，液相(固化液)為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液；按照所述固相粉末與液相(固化液)的比例為2.0g/ml調(diào)和形成糊狀物。所得的可注射磷酸鈣骨水泥的固化時(shí)間為14 + 0.7min。將調(diào)和的糊狀物填入不銹鋼磨具中，置于37°C、100%濕度的模擬人體環(huán)境中水化I天后取出，脫模獲得表面光滑平整的圓柱體(Φ5Χ 10mm3)。水化I天后抗壓強(qiáng)度為14±3.4MPa (圖3)，其XRD衍射圖如圖1 (a)所示，主要衍射峰為HAp。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，固化I天后顯示材料橫截面為塊狀，并具有較多微孔(圖2a)。浸泡模擬體液(SBF) 7天后可在材料表面形成納米級(jí)HA沉積但數(shù)量顯著少于實(shí)施例3和5(圖4a)，浸泡7到28天后，材料的降解率從1.1 + 0.8 %提高到7.3±2.3% (圖5)。固化7min后的可注射性較相同固化條件下的生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合材料明顯降低(圖6)。與成骨細(xì)胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的ALP活性明顯低于生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料(圖7)。
權(quán)利要求
1.一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料，其特征在于，由固相粉末及液相兩部分組成，其中，液相是濃度為IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液，固相粉末和液相的比例為2.0g/ml 3.0g/ml ； 所述的固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總量的5°/Γ40% ； 所述的磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成。
2.如權(quán)利要求1所述的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料，其特征在于，所述的45S5生物玻璃的原料按以下重量百分比制成=SiO2:51.20%, NaCO3:3.55%，CaCO3:18.86t%, CaF2:8.19%, K2CO3:7.47%, P2O5:10.73%。
3.權(quán)利要求1或2所述的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行: D45S5生物玻璃的制備: 將45S5生物玻璃原料按照重量配比混合均勻后，在高溫玻璃升降爐內(nèi)于1170°C熔融40min后快速倒入去離子水中進(jìn)行水淬，將生物玻璃濾出并置于70°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥lh，在瑪瑙研缽體內(nèi)研磨，取顆粒粒徑約為10微米的生物玻璃，即得到45S5生物玻璃； 2)可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料制備: 取平均粒徑為6微米的磷酸四鈣及無水磷酸氫鈣，兩者按摩爾比為1:1配制成磷酸鈣骨水泥； 將45S5的生物玻璃按固相粉末總重量的5°/Γ40%摻加到磷酸鈣骨水泥中，得到固相粉末； 取IM磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液作為液相，按照固相粉末與液相的比例為2.0g/πιΓ3.0g/ml調(diào)和形成糊狀物，得到可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料及其制備方法，所制備的可注射生物玻璃-磷酸鈣骨水泥復(fù)合生物材料由固相粉末及液相兩部分組成，其中，液相是濃度為1M磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀水溶液，固相粉末和液相的比例為2.0g/ml~3.0g/ml；固相粉末由磷酸鈣骨水泥和45S5生物玻璃按重量比混合組成，其中45S5生物玻璃的加入量占固相粉末總量的5%~40%；磷酸鈣骨水泥由磷酸四鈣和無水磷酸氫鈣按摩爾比1:1混合組成。具有良好的流動(dòng)性，更高力學(xué)性能，降解率和生物活性，彌補(bǔ)了單純的CPC或生物玻璃的不足，可用于口腔、顱面部及骨科的骨缺損修復(fù)。
文檔編號(hào)A61L31/12GK103143063SQ20131003188
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者雷偉, 吳子祥, 于龍, 李陽, 吳劍維, 修金濤, 臧淵, 劉帥, 程喆, 趙康 申請(qǐng)人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)