[发明专利]双固化复合磷酸钙骨水泥及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有生物活性与生物降解性的骨水泥复合材料及其制备，尤其涉及磷酸钙骨水泥与水溶性可交联高分子组成的复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

磷酸钙骨水泥(CPC)由于其生物相容性、骨传导性、可降解性、可塑性等性能，已广泛应用于骨科、牙科以及整形外科。CPC由磷酸钙粉末和液相(水，血液等)组成，两者混合成浆体后，生理环境下发生水化凝固。骨水泥的临时塑形及自固化特性可以使材料很好地与不规则骨缺损部位吻合；同时浆料具有可注射性，可通过微创手术完成对骨缺损的修复与骨折的固定，减少手术并发症和患者的痛苦。

虽然磷酸钙骨水泥与传统骨修复材料相比已具备一定的优势，但其基本性能与临床要求之间仍有一定差距，主要包括：(1)抗压强度低，力学强度接近松质骨，只能应用于低承重和非承重部位的骨缺损的修复；(2)固化速度较慢，且固化时间不易调控，难以适应不同的临床应用对固化速度的要求，如牙科手术要求在5分钟内，而骨科手术在10～20分钟；(3)可注射性较差，在注射CPC时，由于过滤-挤压效应，常出现液-固相分离的现象；(4)凝聚性差，手术过程中与血液或体液接触，易溃散，塑型能力较差、抗水性不足。

改善CPC以上性能的不足，满足临床需要，是CPC亟需解决的问题。在C P C中加入添加剂改善其性能是最常用也是最有效的方法。在骨水泥中加入壳聚糖、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇、藻酸钠、聚丙烯酸等水溶性高分子[Leroux L，Hatin Z，Freche M，et al.Bone，1999，25：31S-45S；阮孜炜，李东旭.功能材料，2005，36：1062-1068；Santos L A D，Oliveira L C D，Rigo E C S，etal.Bone，1999，25：99S-102S.Chen W-C，Ju C-P，Wang J-C，etal.Dental Materials，2008，24(12)：1616-1622；Matsuya Y，Antonucci J M，Matsuya S，etal.Dental Materials，1996，12：2-7]，这类聚合物主要起到类似于胶粘剂的作用，提高了材料的可注射性能以及抗水性能，但对其他性能的改善难以兼顾或十分有限，尤其是不能任意调节固化时间。因此有学者研究了[Dickens-Venz S H，Takagi S，Chow L C，Bowen R L，etal.Dental Material，1994，10：100-106；Santos L A，Carrodeguas R G，Boschi A O，etal.Artificial Organs，2003，27：412-418；Dickens S H，Flaim G M，Takagi S.Dental Material，2003，19：558-566.]在CPC中加入可聚合单体，组成双固化体系，在引发剂作用下单体首先聚合并交联形成三维网络，浆体被三维网络固定从而成形，解决了CPC成型慢的缺点，而且其固化时间可方便地通过改变引发剂浓度而调节，聚合物网络同时也显著地提高了材料的力学性能。但这类双固化体系采用的是小分子与CPC复合，对骨水泥的注射性能没有明显提高，而且聚合反应中不可避免残留未反应的单体具有毒性，这些都是不可忽视的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有磷酸钙骨水泥性能上的不足，提供一种双固化复合磷酸钙骨水泥及其制备方法和应用，该固化复合磷酸钙骨水泥不仅具有较好的力学性能，且具有较好的可注射性、凝聚性。

本发明提供的技术方案是：双固化复合磷酸钙骨水泥，包括固相和液相，固相包含磷酸钙骨水泥粉末和占固相质量0.5～10％的起引发自由基反应的氧化还原引发体系中的氧化剂；液相包含去离子水、占液相0.1～50％的水溶性可交联聚合物、占液相质量0.5～10％的起引发自由基反应的氧化还原引发体系中的还原剂。

上述液相和固相的比例为0.2～1.5ml∶1g。

所述磷酸钙骨水泥粉末含有α-磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、β-磷酸钙中的至少两种。

上述磷酸钙骨水泥粉末是由几种磷酸钙盐包括α-磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、β-磷酸钙等两种或两种以上按照任意比例混合的组合物，可按照EP 0416761，US4880610，US 5053212，EP0664133，EP0543765或WO 96/36562，WO 96/36562等公开的方法制备，也可以是上海瑞邦生物材料有限公司等市售的产品。