[发明专利]含锶的羟基磷灰石-PMMA可注射型复合骨水泥及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种含锶羟基磷灰石-PMMA可注射型复合骨水泥及其制备方法和应用。 

背景技术

随着老龄化社会的到来，骨疾病(包括骨质疏松、骨肿瘤、骨缺损等)和关节疾病(关节疼痛、累及关节的肿瘤等)已经成为患病率极高、严重威胁人体健康、降低病人生活质量(可导致残疾)的重大类疾病，它可由外伤、严重感染、先天畸形等多因素造成。在美国，每年约有150万骨质疏松患者发生骨折，其中脊柱骨折占30％，对于椎体骨折多采用椎体成形术治疗；另外每年针对关节疼痛和累及关节肿瘤等实施的人工关节置换已达到了70万例左右(2004年)，包括人工髋关节和人工膝关节。我国由于医疗条件所限，尚未对椎体成形术和人工关节置换进行数据统计，其实施比率相对比较低，但随着国民经济的发展、医疗观念的进步和医疗体制的改革，据估计我国实施例数每年增长超过10％，按人口比例绝对数将远远高于美国。由于社会的发展和人口的老龄化，这些数值将继续上升。为引起人们的关注，并致力于解决这些问题，联合国、世界卫生组织和38个国家联合宣布2000-2010年为骨和关节年。 

骨水泥是一种广泛用于骨科手术的医用材料，包括人工关节置换术，椎体成形术和骨缺损修复手术等。骨水泥通常由粉剂和单体两部分组成，室温下将其按一定比例混合即可发生聚合反应，将其置于更换关节或填充的部位，待反应结束后即可将关节固定或骨缺损修补。由于它的部分物理性质及凝固后的外观与性状像建筑装修用的水泥，故临床上将其称为“骨水泥”。 

椎体成形术和骨缺损修补手术要求骨水泥具有填充和支持能力，但就人工关节置换而言，骨水泥须通过大块填充和微观的机械交锁实现假体固定，这对骨水泥自身强度及质量要求较高。因此，近代骨水泥的发展与进步，都集中在改善骨水泥的分布状况、提高骨水泥的力学强度和使用寿命、适当原材料的选择与改 进，最终实现并保持人工关节的近期、中期和长期稳定性。 

用于临床的理想骨水泥必须具备的特性为：1、无毒性；2、良好的生物相容性；3、聚合温度低；4、可放射显影；5、一定的粘稠度，以保证注射后能留在需填充的位置；6、适宜的机械强度以抵抗原位压力；7、聚合时间合适；8、多孔性；9、适合的生物活性与生物相容性以适应组织的生长；10、可进行灭菌。 

骨水泥自20世纪60年代初问世以来，研究范围从生物陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥到磷酸钙、羟基磷灰石骨水泥等。磷酸钙、羟基磷灰石骨水泥作为可降解骨水泥的代表，化学成分与人体骨组织的主要成分极为相似，生物相容性良好、可塑性好、聚合温度较低、具有与成骨活性相协调的降解活性。但其缺点在于力学性能较差，无法满足临床实际应用的要求。 

PMMA骨水泥作为不可降解骨水泥，目前在临床上得到广泛应用，它由聚合粉剂和单体两部分组成，粉剂主要成分由甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物及适量的引发剂过氧化二苯甲酰组成，单体为甲基丙烯酸甲酯单体等。1975年天津市合成材料工业研究所与国外生产企业协作合成了最早的国产PMMA骨水泥。PMMA可做成和周围一致的形状，可以分担载荷，并且与植入物有较强的结合力。然而PMMA骨水泥存在许多缺陷，该骨水泥生物相容性欠佳，实际证明其不能和骨组织表面有较强的结合，植入后在骨水泥和正常骨的界面存在纤维组织裂隙，原因为PMMA骨水泥是没有细胞黏附作用的丙烯酸聚合物。尽管其是目前假体置换的标准骨水泥，但是在骨和水泥的界面之间会观察到纤维细胞生长，此骨和水泥的界面导致骨水泥不能和骨直接结合。其原因有多种：聚合时产生热量，温度达到100℃甚至120℃以上，灼伤了周围邻近组织；未反应的单体渗出引起毒性反应，引起心肾的损害以及低血压反应等；骨水泥聚合后皱缩，骨和水泥未能完全匹配导致界面松动；骨水泥的磨损以及在骨水泥中掺有的造影剂引起炎性反应；聚合物脆性大，耐受疲劳差，其较差的机械性也是值得关注的问题；另有报道称骨水泥引起骨折，导致无菌性的松弛和坏死。尽管近年来关节置换手术后假体在十年内的存活率达到了90％，失败也还是很常见的。1995年美国展开一项随访，4万例髋关节置换手术后有18％需要翻修，主要原因是无菌性松动和骨水泥失效。以上种种不足，使得传统PMMA骨水泥的应用受到较大的限制。特别是在脊柱外科领域，由于担心其温度过高损伤脊髓，且生物活性低，应用非 常局限。 

发明内容