自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料及應(yīng)用，骨修復(fù)材料包括生物活性玻璃、半水硫酸鈣、硅酸三鈣和調(diào)和液，可替代現(xiàn)常用的惰性骨水泥而用于骨科椎體成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)以及其它骨折缺損填充手術(shù)中。所述新一代骨水泥修復(fù)材料能在合理的時間內(nèi)凝固逐漸建立起一定的力學(xué)強(qiáng)度，能加快凝固時間，增強(qiáng)了生物活性及骨傳導(dǎo)性以及緩慢降解性。材料由生物活性及骨傳導(dǎo)性會引導(dǎo)本體骨生長，最終在骨水泥修復(fù)材料完全降解時，由生長的本體骨完全取而代之。所述新一代骨水泥修復(fù)材料可直接與抗菌素如慶大霉素液體調(diào)和，對凝固時間和力學(xué)強(qiáng)度無明顯影響。將抗菌素引入體系中而緩釋，以防止手術(shù)缺損傷口處的感染。
【專利說明】
自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)藥生物材料領(lǐng)域，特別是涉及一種自固化可降解的生物活性膏劑骨 修復(fù)材料及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生物科技的發(fā)展，醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)特別是骨科醫(yī)療器械技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展興旺。 目前，在骨科椎體成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，都需要用骨水泥來起到力學(xué)支撐或置換 體的固定。椎體成型手術(shù)在中國從2010年前每年不到2萬臺手術(shù)到2015年12萬臺手術(shù)，預(yù)期 每年會有15%的增長。椎體成型術(shù)為受害病人椎體因各種原因骨折塌陷導(dǎo)致疼痛以及不能 正常行動，必須通過手術(shù)將塌陷的椎體撐起，使脊椎慢慢恢復(fù)正常工作，減輕病人痛苦。在 膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，骨水泥用來固定人工膝蓋和髖柄，每年在中國有不低于百萬臺的手 術(shù)。在這些手術(shù)中，多年來在國際國內(nèi)填充到塌陷的椎體中或填充在缺損中來固定人工膝 蓋和髖柄用的是生物惰性骨水泥，化學(xué)名稱為聚甲基丙烯酸甲酯（Po Iymethyl methacrylate)，代號PMMA。惰性骨水泥能在初期調(diào)配成膏體推注入椎體能迅速凝固，并具 有強(qiáng)度起到支撐和固定作用。這些手術(shù)已很成熟。特別是椎體成型術(shù)是比較典型的現(xiàn)代微 創(chuàng)手術(shù)，不用開刀，一劑膏體推注到椎體骨折塌陷處，數(shù)小時內(nèi)病人可離開醫(yī)院回家療養(yǎng)恢 復(fù)。但最大問題是惰性骨水泥不降解，與骨組織也不融合，幾年后，如同一塊硬石頭存在在 病人人體中，對周圍組織會有破壞作用，存在椎體再次塌陷破裂的可能。基于這一缺點，骨 科大夫通常會對年輕或中年的椎體骨折的病人比較慎重，會盡量避免使用惰性骨水泥而采 取其它復(fù)雜手術(shù)辦法來避免將來由惰性骨水泥帶來的問題。
[0003] 目前，在大部分膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中需要用這一惰性骨水泥來固定人工膝和髖關(guān) 節(jié)置換體。由于惰性骨水泥與骨組織不形成骨性結(jié)合，一般在十年左右固定會出現(xiàn)松動而 置換的關(guān)節(jié)體需要再行手術(shù)翻修，會產(chǎn)生更大缺損。
[0004] 理想的骨水泥修復(fù)材料應(yīng)為膏體劑型，可推注為最佳；能在合理的時間內(nèi)凝固逐 漸建立起一定的力學(xué)強(qiáng)度;基于在骨科手術(shù)中的臨床應(yīng)用，在10分鐘后20分鐘內(nèi)凝固比較 理想;這樣，給予手術(shù)大夫有一定時間進(jìn)行手術(shù)準(zhǔn)備和操作，又能在骨水泥修復(fù)材料被放置 在所填充的缺損處后迅速凝固成形;骨水泥修復(fù)材料被放置在所填充的缺損處后能在一定 時間內(nèi)，如2星期內(nèi)達(dá)到至少20MPa的抗壓強(qiáng)度；特別重要的是理想的骨水泥修復(fù)材料必 須具有生物活性及骨傳導(dǎo)性，又能緩慢降解，如2到3年時間完全降解，不能降解太快，否則 未能達(dá)到支撐作用;也不能不降解將會成為一塊硬石頭;緩慢降解的同時，材料由生物活性 及骨傳導(dǎo)性會引導(dǎo)本體骨生長，最終，骨水泥修復(fù)材料完全降解時，由生長的本體骨完全取 而代之。到目前為止，在椎體成型術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中和其它骨科手術(shù)中還沒有這樣一 個理想的材料和產(chǎn)品來取代傳統(tǒng)惰性骨水泥。
[0005] 生物活性玻璃材料是目前人工合成的骨修復(fù)材料中生物活性最快的材料。生物活 性玻璃材料開發(fā)出的人工骨修復(fù)產(chǎn)品已在全球以及中國在骨科臨床上成功應(yīng)用20年多。是 目前唯一被美國FDA認(rèn)可的具有骨激發(fā)(Osteostmulation)特性的產(chǎn)品，即能促進(jìn)骨細(xì)胞的 繁衍和增長，活化骨細(xì)胞的基因表達(dá)，這樣加速新骨的形成。目前在國際上生物活性玻璃產(chǎn) 品形式為顆粒、塊體以及膏劑型，但都不會凝固來承受重力負(fù)荷。當(dāng)小于50μπι的生物活性玻 璃與液體混合時，由其表面反應(yīng)發(fā)生Si-O鍵以及水氫鍵的結(jié)合能發(fā)生凝固，但凝固強(qiáng)度十 分微弱。
[0006] 硫酸鈣也是作為骨修復(fù)常用的材料。硫酸鈣與液體混合在幾分鐘內(nèi)凝固，但強(qiáng)度 不太理想。最主要不足之處是硫酸鈣降解速度太快，可能在3個月內(nèi)絕大部分降解而失去了 在塌陷缺損處的支撐作用。
[0007] 硅酸三鈣是著名的波特蘭水泥的主要化學(xué)成分。其特點是可凝固成具有較高強(qiáng)度 的材料，能成為建筑材料被使用。但缺點是凝固時間較長，一般需要1小時以上才能凝固。這 在臨床上是不實用的。但在較長的時間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定保持較高的力學(xué)強(qiáng)度是作為可負(fù)載負(fù)荷的 骨修復(fù)材料如用于椎體成形手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)以及某些骨折修復(fù)是比較需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種生物活性膏劑骨修復(fù)材料及應(yīng)用，采用生 物活性玻璃-半水硫酸鈣-硅酸三鈣三元系統(tǒng)，具有更為理想的可推注自固化可吸收性，能 作為骨修復(fù)替代材料用于椎體成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)以及其它一些骨折手術(shù)中的應(yīng) 用。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種自固化可降解的 生物活性膏劑骨修復(fù)材料，包括混合固體材料和液相，所述混合固體材料包括生物活性玻 璃、半水硫酸鈣和硅酸三鈣，所述液相包括調(diào)和液。
[0010] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述混合固體材料的組成包括：以重量百分比計，生 物活性玻璃15%- 30%、半水硫酸鈣30%- 45%、硅酸三鈣30%- 40%;所述混合固體材料與 所述液相的調(diào)和比為Ig: 0.3 ml-lg: 0.81111;所述生物活性玻璃的粒徑小于等于10(^1]1，所 述半水硫酸鈣的粒徑小于等于100μπι，所述硅酸三鈣的粒徑小于等于100μπι。
[0011] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述混合固體材料的組成包括：以重量百分比計，生 物活性玻璃27%、半水硫酸鈣41.5%、硅酸三鈣31.5%;所述混合固體材料與所述液相的調(diào) 和比為Ig: 0.5 ml。
[0012] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述生物活性玻璃是組成為45S5的生物活性玻璃。 [0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述調(diào)和液為生理鹽水、去離子水、無機(jī)鹽溶液中的 一種或多種。
[0014] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述無機(jī)鹽溶液為碳酸鹽溶液、氯化鈣溶液、磷酸鹽 溶液中的一種或多種。
[0015] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料的凝 固時間為10-20分鐘;所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在生物環(huán)境中的力學(xué) 強(qiáng)度是逐漸增強(qiáng)的;所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料具有緩慢降解性。
[0016] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在骨 缺損填充手術(shù)中進(jìn)行應(yīng)用。
[0017] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在骨 科椎體成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中進(jìn)行應(yīng)用。
[0018] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在使 用時能直接與抗菌素調(diào)和，同時保持了藥效性又不影響凝固時間和強(qiáng)度;優(yōu)選地，所述抗菌 素為慶大霉素液體。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是： 1、三元混合體組成由于生物活性玻璃的存在增加的生物活性即作為骨修復(fù)材料的成 骨性。
[0020] 2、生物活性玻璃的引入加快了體系組成的凝固時間。
[0021] 3、由于體系組成中硅酸三鈣的存在，在液體環(huán)境中，硅酸三鈣會繼續(xù)反應(yīng)至數(shù)月， 并會使得凝固體的強(qiáng)度不斷增加。最后為負(fù)荷應(yīng)用的骨修復(fù)材料，這一特性至關(guān)重要。 [0022] 4、本世紀(jì)初，大量臨床證明抗菌素引入骨水泥中能在手術(shù)初期起抗感染作用，手 術(shù)后的翻修率顯著減少。由于惰性骨水泥用一種有機(jī)物溶液調(diào)和，抗菌素必須要預(yù)先加入 粉體中，既影響其藥效性，又影響固化時間。而本發(fā)明使用水溶液調(diào)和三元混合體，可直接 在使用時使用抗菌素水溶液調(diào)和，能較方便理想的儲存和保存藥物和藥性又不影響凝固反 應(yīng)時間和強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它 的附圖，其中： 圖1是本發(fā)明所述膏劑的可推注示意圖； 圖2是本發(fā)明所述膏劑自固化后在擬人體溶液中反應(yīng)1天、3天、7天后的紅外光譜圖； 圖3是本發(fā)明所述膏劑的抗壓強(qiáng)度隨反應(yīng)時間變化結(jié)果圖； 圖4是本發(fā)明所述膏劑進(jìn)行動物實驗的模型圖； 圖5是本發(fā)明所述膏體植入兔髁骨缺損3個月后組織學(xué)情況圖； 圖6是本發(fā)明所述膏體植入兔髁骨缺損后骨結(jié)合率即材料與骨組織形成骨性結(jié)合的面 積百分比圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0025] 提供一種自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，包括生物活性玻璃、半水硫 酸鈣、娃酸三媽和調(diào)和液。
[0026] 所述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，即生物活性玻璃-半水硫酸鈣-硅 酸三鈣三元系統(tǒng)凝固反應(yīng)機(jī)理如下： 當(dāng)三元混合物與水混合調(diào)勻成膏體后，將有三個反應(yīng)進(jìn)行： (1)生物活性玻璃顆粒表面遇水后迅速發(fā)生表面反應(yīng)釋放出鈣和硅離子。
[0027] (2)硅酸三鈣顆粒表面遇水后首先發(fā)生溶解。這時，顆?？障堕g的水中積聚鈣硅離 子到飽和，出現(xiàn)新的相的沉積。沉積物為水合娃酸鈣凝膠（Ca I c i um- S i I i c a t e -Hy dr a t e gel, or C-S-H)，反應(yīng)式為： 2 Ca3SiO5 + 7 H2O - 3 CaO · 2 SiO2 · 4 H2O + 3 Ca(0H)2。這一過程稱為水化-沉積反應(yīng)過程。沉積后水中離子濃度降低使得水解繼續(xù)進(jìn)行然后沉積又將出現(xiàn)，這樣水化-沉積反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。
[0028] (3)半水硫酸鈣顆粒遇水后的反應(yīng)與硅酸三鈣相似，只不過被認(rèn)為反應(yīng)更迅速。反 應(yīng)式為:CaS〇4 · 1/2H20 + 3/2H20- CaS〇4 · 2H20。首先水化反應(yīng)離子產(chǎn)物會迅速在周圍表 面和顆?？障吨谐恋砦鼍榉€(wěn)定相-二水硫酸鈣。
[0029] 反應(yīng)(2)和(3)中的水化-沉積反應(yīng)是一個動態(tài)連續(xù)過程，反應(yīng)直至水分含量降低， 新的沉積相填充顆粒間空隙使得密度增加強(qiáng)度增高以達(dá)到凝固，這是這兩個材料自固化凝 固的基本反應(yīng)原理。不同之處是半水硫酸鈣反應(yīng)迅速，7分鐘能達(dá)到終凝狀態(tài)。而硅酸三鈣 反應(yīng)較慢，通常需要60分鐘以上達(dá)到終凝。
[0030] 當(dāng)上述三個反應(yīng)在這三元混合體系中同時發(fā)生時，反應(yīng)（1)，即生物活性玻璃顆粒 表面釋放出鈣和硅離子將會大大加快反應(yīng)(2)和反應(yīng)(3)的速度，即加快水合硅酸鈣凝膠相 和二水硫酸鈣晶相的形成。這兩個新的相的形成，一方面占據(jù)顆粒間隙提高材料密度，另一 方面同時形成的新的相與原生物活性玻璃顆粒、硅酸三鈣顆粒以及半水硫酸鈣顆粒交織在 一起增加了材料強(qiáng)度。這樣導(dǎo)致三元材料凝固加快，固化時間變短。這一特性使得三元系統(tǒng) 具有更廣泛的實用性。
[0031] 本發(fā)明所用的生物活性玻璃是組成為45S5的生物活性玻璃，是目前國際常用的生 物活性玻璃骨修復(fù)產(chǎn)品的組成。半水硫酸鈣和硅酸三鈣按中國專利申請?zhí)枮?200610029067.3的方法制備。三個成分均為IOO 1M以下的顆粒。
[0032] 本發(fā)明的實驗方法為將三種材料按不同比例以及生物活性玻璃按不同的顆粒尺 寸進(jìn)行充分混合，各混合物與調(diào)和液按液固質(zhì)量比〇. 40-0.7 ml/g的比例充分調(diào)和1分鐘， 即得到我們所述的可推注的膏劑。本發(fā)明所用的調(diào)和液為生理鹽水、去離子水、無機(jī)鹽(碳 酸鹽、氯化鈣、磷酸鹽等)溶液中的一種。
[0033]凝固時間是上述理想的骨水泥修復(fù)材料最關(guān)鍵的指標(biāo)，在10分鐘后20分鐘內(nèi)凝固 最為理想。所以凝固實驗的測試是優(yōu)化組成最重要的步驟?？紤]到在實際臨床應(yīng)用時，材料 是在手術(shù)創(chuàng)面創(chuàng)口會有流血的存在，作為對比，材料凝固實驗分別在空氣和水中進(jìn)行。在水 中凝固實驗時，混合物與調(diào)和液調(diào)好2分鐘后將調(diào)配物放入水中觀察測試凝固時間。水中的 凝固更接近實際臨床應(yīng)用有流血存在的環(huán)境。
[0034] 凝固時間實驗測試方法按IS09597-1989E國際標(biāo)準(zhǔn)，采用維卡儀(Vicat)針對上述 骨水泥糊狀膏劑物的初凝時間（I)和終凝時間(Π 進(jìn)行測試。初凝時間定義為維卡儀針(280 g, 1.13 mm)垂直落下到裝在小管中的膏劑時穿透深度為5 ± I mm所需要的時間；終凝 時間定義為維卡儀針(350 g，2.0 mm)垂直落下到裝在小管中的膏劑時在表面看不到明顯 印記所需要的時間。
[0035] (1)原材料單獨凝固特性測試 調(diào)和液為去離子水，調(diào)和比為lg:〇. 5ml，凝固條件在空氣中：
實驗表明，半水硫酸鈣對減少凝固時間起到主要作用。生物活性玻璃大顆粒的加入對 系統(tǒng)凝固時間沒有多大的改進(jìn)，而小顆粒(〈50 μπι)的加入對三元系統(tǒng)的凝固起到了促進(jìn)作 用。主要原因是小顆粒比表面積大，表面反應(yīng)快，起到促進(jìn)凝固的作用。根據(jù)上述結(jié)果可以 發(fā)現(xiàn)序號18、19、21是同一組成，無論是用水或無機(jī)鹽溶液CaCl 2調(diào)和還是在空氣中或者水 中環(huán)境凝，固其凝固特性呈現(xiàn)出較理想的實用性。
[0036] 實施例一： 序號為18號的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料的推注和凝固實驗測試： 稱取18號組成混合物3克，稱量1.5ml去離子水與混合物調(diào)拌混合60秒（調(diào)和比0.5ml/ g)得到膏劑樣品。推注性實驗測試方法為將樣品灌入15 mL容量的帶有噴嘴內(nèi)徑(D)為2.0 _針頭的注射器，對其注射性進(jìn)行試驗。膏劑可從針筒中推注出，如圖1所示。
[0037] 推出膏劑到:6-mm直徑X6-mm高度的模具中進(jìn)行凝固時間測試。凝固時間實驗測 試方法按IS09597-1989E國際標(biāo)準(zhǔn)，采用維卡儀對上述膏劑物的初凝時間（I)和終凝時間 (F)進(jìn)行測試。測試3個樣品。下表為測試結(jié)果：
實施例二： 序號為18號的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料的生物活性測試： 生物活性測試方法：自固化生物活性材料按配比調(diào)和，調(diào)和液為去離子水，調(diào)和比 0.5ml/g，調(diào)和時間60秒。調(diào)成的膏劑再用模具:6-mm直徑X 2-mm高度，凝固成圓片。樣品數(shù) 量3個。浸泡SBF時按照樣品表面積/溶液體積=0.1 cnf1將圓片分別懸掛在SBF中，在37°的環(huán) 境中反應(yīng)。反應(yīng)為1天、3天和7天。反應(yīng)樣品進(jìn)行FTIR紅外反射譜進(jìn)行表面測試。反射峰 574CHT 1和608CHT1的出現(xiàn)將表明羥基磷灰石的形成，即表明材料具有生物活性。檢測結(jié)果見 圖2。
[0038] 實施例三： 序號為18號的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料的抗壓強(qiáng)度測試： 力學(xué)抗壓強(qiáng)度測試方法:新型自固化生物活性產(chǎn)品樣品通過SBF擬人體溶液浸泡反應(yīng) 不同時間來測定抗壓強(qiáng)度變化。自固化生物活性材料按配比調(diào)和，調(diào)和液為去離子水，調(diào)和 比0.5m I / g，調(diào)和時間6 0秒。調(diào)成的膏劑再用模具:6 -mm直徑X 12 -mm高度，凝固成圓柱。樣品 數(shù)量30個。浸泡SBF時，每天換液，按照樣品表面積/溶液體積=0.1 cnf1將圓柱分別懸掛在SBF 中，在37°的環(huán)境中反應(yīng)。反應(yīng)為6個時間點，每個時間點為一組，樣品分6組，每組測試5個樣 品。6個時間點為：1小時、2小時、8小時、1天、3天和7天。將每組測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計取平均值 并計算出正負(fù)差，抗壓強(qiáng)度隨反應(yīng)時間變化結(jié)果如下表和圖3所示。
[0039] 實施例四： 序號為18號的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料的動物實驗： 動物實驗用新西蘭白兔2-3公斤。缺損模型為股骨遠(yuǎn)端(distal femur condyle)課骨， 6mm X IOmm，如圖4所示。植入3個月后的組織學(xué)觀察，如圖5所示。圖5顯示了 18號膏體植入兔 髁骨缺損3個月后的情況組織學(xué)情況。從圖片來看，材料大體上保持了其形狀特點（植入體 為圓柱狀塊體），材料內(nèi)部未見明顯裂紋，材料表面未見明顯顆粒剝落，材料邊緣為白色，表 面活性反應(yīng)所致形成的多孔相表明溶解吸收反應(yīng)開始。說明材料降解方式可能主要是由外 向內(nèi)溶解吸收。在染色過程中發(fā)現(xiàn)材料內(nèi)部會被染成藍(lán)色，乙醇未沖洗掉。對材料表面進(jìn)行 觀察可以發(fā)現(xiàn)明顯的新骨形成，圖6為材料植入后骨結(jié)合率即材料與骨組織形成骨性結(jié)合 的面積百分比。這表明材料表面和骨組織呈現(xiàn)良好的骨性結(jié)合。通常的生物活性骨修復(fù)材 料在3個月時會出現(xiàn)明顯降解。本發(fā)明的最佳組成18號在3個月時表面出現(xiàn)降解但材料基本 上保持其形狀，表明非常緩慢的降解速度。這是本發(fā)明所需要的可凝固能承受負(fù)荷力又具 有生物活性的膏劑，會緩慢降解，引導(dǎo)骨組織形成，最后由本體骨組織取代，為最理想骨修 復(fù)廣品。
[0040] 本發(fā)明公開的一種由生物活性玻璃-半水硫酸鈣-硅酸三鈣三元系統(tǒng)形成的可推 注自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，可替代現(xiàn)常用的惰性骨水泥而用于骨科椎體 成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)以及其它骨折缺損填充手術(shù)中。這一新一代骨水泥修復(fù)材料 能在合理的時間內(nèi)凝固逐漸建立起一定的力學(xué)強(qiáng)度。特別重要的是這一新一代骨水泥修復(fù) 材料由于引入生物活性玻璃而加快了凝固時間，增強(qiáng)了生物活性及骨傳導(dǎo)性以及緩慢降解 性。緩慢降解的同時，材料由生物活性及骨傳導(dǎo)性會引導(dǎo)本體骨生長，最終，在骨水泥修復(fù) 材料完全降解時，由生長的本體骨完全取而代之。另一特別重要的是這一新一代骨水泥修 復(fù)材料與其它傳統(tǒng)的骨水泥不同，可直接與抗菌素如慶大霉素液體調(diào)和，對凝固時間和力 學(xué)強(qiáng)度無明顯影響。將抗菌素引入體系中而緩釋，以防止手術(shù)缺損傷口處的感染。
[0041]本發(fā)明的發(fā)明人之一曾專利報道了用半水硫酸鈣/硅酸三鈣兩元系統(tǒng)復(fù)合自固化 生物活性材料、制備方法及其應(yīng)用，具體的申請?zhí)枮?00610029067.3和200810204780.6。為 了研制出更為理想的骨水泥修復(fù)材料，本發(fā)明引入生物活性最強(qiáng)成骨性最快已在臨床上成 功應(yīng)用20多年的組成代號為45S5的生物活性玻璃，使之成為一個生物活性玻璃-半水硫酸 鈣-硅酸三鈣三元系統(tǒng)。由于微米生物活性玻璃顆粒的引入，將會使得新的材料凝固時間具 有實用性，降解速率得到改善，生物相容性和成骨性得到提高。得到更理想的可推注自固化 可吸收的膏劑骨水泥修復(fù)材料，作為骨修復(fù)替代材料能用于椎體成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換 手術(shù)以及其它一些骨折手術(shù)中。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，包括混合固體材料和 液相，所述混合固體材料包括生物活性玻璃、半水硫酸鈣和硅酸三鈣，所述液相包括調(diào)和 液。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所述 混合固體材料的組成包括：以重量百分比計，生物活性玻璃15%- 30%、半水硫酸鈣30%-45%、硅酸三鈣30%- 40%;所述混合固體材料與所述液相的調(diào)和比為lg: 0.3 ml-lg: 0.8ml;所述生物活性玻璃的粒徑小于等于100μπι，所述半水硫酸鈣的粒徑小于等于100μπι， 所述娃酸三鈣的粒徑小于等于1 ΟΟμπι。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所述 混合固體材料的組成包括：以重量百分比計，生物活性玻璃27%、半水硫酸鈣41.5%、硅酸 三鈣31.5%;所述混合固體材料與所述液相的調(diào)和比為lg: 0.5 ml。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在 于，所述生物活性玻璃是組成為45S5的生物活性玻璃。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在 于，所述調(diào)和液為生理鹽水、去離子水、無機(jī)鹽溶液中的一種或多種。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所述 無機(jī)鹽溶液為碳酸鹽溶液、氯化鈣溶液、磷酸鹽溶液中的一種或多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所述 自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料的凝固時間為10-20分鐘;所述自固化可降解的 生物活性膏劑骨修復(fù)材料在生物環(huán)境中的力學(xué)強(qiáng)度是逐漸增強(qiáng)的;所述自固化可降解的生 物活性膏劑骨修復(fù)材料具有緩慢降解性。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所述 自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在骨缺損填充手術(shù)中進(jìn)行應(yīng)用。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所述 自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在骨科椎體成型手術(shù)、膝髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中進(jìn)行 應(yīng)用。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料，其特征在于，所 述自固化可降解的生物活性膏劑骨修復(fù)材料在使用時能直接與抗菌素調(diào)和，同時保持了藥 效性又不影響凝固時間和強(qiáng)度;優(yōu)選地，所述抗菌素為慶大霉素液體。
【文檔編號】A61L27/50GK106075565SQ201610521638
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】鐘吉品, 常江
【申請人】鹽城倍爾生生物科技有限公司