[发明专利]可降解掺锶双相磷酸钙生物活性骨水泥的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物活性骨水泥的制备工艺，特别涉及可降解掺锶双相磷 酸钙生物活性骨水泥的制备工艺。

背景技术

磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement，简称CPC)，属多孔结构且固化产 物是羟基磷灰石，具有良好的生物相容性、骨传导性，尤其可处理成浆料形式 直接注入骨缺陷中并原位固化，因而在牙科骨替代、矫正及重建外科中得到广 泛应用。磷酸钙骨水泥主要由两部分组成：磷酸钙粉末与固化液。固化液一般 是水或者稀磷酸水溶液，磷酸钙粉末主要有磷酸四钙(Ca₄(PO₄)₂O)、磷酸氢钙 (CaHPO₄·2H₂O或CaHPO₄)、磷酸二氢钙(Ca(H₂PO₄)₂·H₂O或Ca(H₂PO₄)₂)、磷 酸八钙(Ca₈H₂(PO₄)₂·5H₂O)、磷酸三钙(α-或β-Ca₃(PO₄)₂)、焦磷酸钙(Ca₂P₂O₇) 等。然而，现有磷酸钙骨水泥由于其固化产物一般为羟基磷灰石。而羟基磷灰 石在体内降解速率极其缓慢，难以与较快的新生骨组织生长速度相匹配，且未 降解的水泥残留物将可能成为体内潜在的感染源[Friedman CD，Constantino PD， Jones K，et al.Otolaryngol Head Neck Surg，1991，117：385-389.]，这大大限制了此 类骨修复材料更广阔的临床应用前景。因此，改进磷酸钙骨水泥的体内降解性 能成为目前该领域研究的重要焦点之一。采用离子掺杂技术是改进羟基磷灰石 骨水泥的一个重要方法。1995年美国学者在Science上报道了[Constantz BR，Ison IC，Fulmer MT，et al.Skeletal repair by in situ formation of the mineral phase of bone. Science，1995；257：1796-1799.]将碳酸盐作为固相组份之一掺入磷酸钙骨水泥后 可获得碳酸化磷灰石骨水泥，其降解性能得到了显著提高，但降解时间与较快 的骨组织生长速率相比仍然偏长。2001年法国学者(L.Lerous，J.L.Lacout. Preparation of calcium strontium hydroxyapatites by a new route involving calcium phosphate cements.J.Mater.Res.2001，16(1)：171～178)将硝酸锶Sr(NO₃)₂掺入 H₃PO₄的水溶液作为固化液，与固相粉末Ca₄(PO₄)₂O和α-Ca₃(PO₄)₂混合得到了掺 锶磷灰石骨水泥，但缺点是最终固化产物中含有大量对人体组织不利的NO₃^-离 子，不适于临床上人体骨修复等应用，有关力学性能方面的后续研究及类似内 容还未见报道。2004年本发明人(郭大刚，徐可为，憨勇.含锶纳米磷酸钙生物 活性骨水泥的制备工艺.国家发明专利，专利号：ZL200410025920)首次发明 了以Ca₄(PO₄)₂O、SrHPO₄、CaHPO₄为固相粉末，以稀磷酸为固化液的含锶纳米 磷酸钙生物活性骨水泥，并对其体内外性能进行了系统研究，发现该水泥材料 不仅具有良好生物相容性、生物活性，而且掺锶磷灰石骨水泥在体内的降解速 率相对纯羟基磷灰石骨水泥提高了～73.9％(Guo DG，Xu KW，Zhao XY，Han Y. Development of a strontium-containing hydroxyapatite bone cement.Biomaterials， 2005，26(19)：4073-4083；Guo DG，Xu KW，Han Y，Zhao XY.The influence of the Sr doses on the in vitro biocompatibility and in vivo degradability of the single-phase Sr-incorporated HAP cement.Journal of Biomedical Materials Research，2008； 86A(4)：947-958)。然而，掺锶磷灰石在体内仍需较长时间才能完全降解。因此， 采用新的改进方法与技术，进一步提高磷灰石骨水泥的降解速率仍是目前该领 域急需解决的重要课题。