[发明专利]一种温控磁性骨水泥及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医用材料，具体的说是一种温控磁性骨水泥及制备方法。

背景技术

骨肿瘤的术后复发问题是困扰医学界的一大难题。骨肿瘤复发不仅使患者经受更多的痛苦，甚可威胁生命。由于骨肿瘤的复发问题，人们对原本只有骨修复和重建功能的骨修复材料提出了肿瘤治疗功能的要求。骨水泥一种被临床广泛使用的骨科修复材料，其一般由固相和液相混合而来，具有可以临床任意赋形，操纵方便，性能好等优点。

磁热疗利用磁性物质在交变磁场下可以将外加磁场能量转换成热能的特点，将磁感应介质材料适形植入或导入到患者的肿瘤部位，外加适当交变磁场，可加热肿瘤区，利用肿瘤细胞和组织比正常细胞和组织对热更敏感的特点（癌细胞在42℃以上就会死亡，而正常细胞可抗热到48℃左右），达到高靶向性治疗的目的。磁感应热疗具有操作简单，成本低廉，安全性高，副作用小等特点，并且磁感应介质一经植入，可重复多次热疗，所以特别适合治疗处于身体深处的骨肿瘤。而开发具有磁性的骨水泥是骨科材料的一个热点研究方向。

在磁热疗过程中，治疗区域的温度控制至关重要。若加热温度过低会起不到热疗的目的，而若温度过高，就会加热到正常的组织，引起旁边正常的肌肉或神经等组织过热坏死。所以在热疗时实现热疗温度的控制，才能为确保治疗的安全性和有效性。其中过热是一个必须要防止的现象。但是目前所研究的磁性骨水泥材料几乎都没有设计温控功能。在实际使用的时候就需要使用其他的温控装置对温度实行测量和控制，操作繁琐。

对磁性材料而言，会存在居里温度特性，当温度高于居里温度时材料的磁性消失，而不再能磁感应加热。但是目前开发的磁性骨水泥中起磁感应的物质几乎全是四氧化三铁，四氧化三铁虽然有较高的磁生热能力，但是其居里温度非常高，达到了约590℃，以四氧化三铁为磁性晶相的骨水泥非常容易过度加热。

发明内容

本发明为解决现有磁性骨水泥容易过度加热的问题，提供了一种温控磁性骨水泥及其制备方法，该骨水泥具有良好的细胞相容性，居里温度约50℃，当温度达50℃时，材料即停止加热，而温度低于该温度时可以实现再度加热，保证适宜温度，同时防止热疗过程中发生过热现象，提高磁热疗的安全性。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种温控磁性骨水泥及制备方法，包含以下步骤：

一）锰锌铁氧体的制备

1）分别称取FeCl₃·6H₂O、ZnCl₂和MnCl₂·4H₂O并按Mn_0.15Zn_0.85Fe₂O₄的化学计量比配料，加入超纯水，配成金属离子浓度为0.3mol/L的溶液，在90℃的恒温条件下反应4h；

反应过程中，在3000rpm的搅拌速度下往溶液中滴加浓度为1mol/L的NaOH溶液以控制反应溶液的pH值为10；

2）将步骤1中反应后产生的沉淀用超纯水洗涤并在6000rpm转速下离心分离，分离后的沉淀在温度60℃、压强0.09-0.093MPa的条件下烘干，得到锰锌铁氧体前驱体，备用；

3）将所获得的锰锌铁氧体前驱体在温度450℃、压强0.09-0.093MPa的条件下煅烧1h，即获得锰锌铁氧体粉体；

二）温控磁性骨水泥的制备

4）骨水泥基质的制备：

取球状聚甲基丙烯酸甲酯颗粒粉剂，经筛分后，选取粒度小于200目的球状聚甲基丙烯酸甲酯颗粒粉剂，然后在其中加入过氧化苯酰，混合均匀制得固相骨水泥基质，备用；

所述的球状聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为270kDa；

所述的过氧化苯酰的加入量为固相骨水泥基质总重量的4 %；

另取甲基丙烯酸甲酯单体，在其中加入二甲基巯基丙酸混合均匀后制得液相骨水泥基质；

所述的二甲基巯基丙酸的加入量为液相骨水泥基质总重量的2 %；

5）取步骤3中制得的锰锌铁氧体粉体加入到步骤4中的骨水泥固相基质中混合均匀，制得骨水泥混合料；然后按照重量比为1:1的比例在骨水泥混合料中加入步骤4中的骨水泥液相基质，然后使用不锈钢刀调和3min即制得产品；

其中，锰锌铁氧体粉体的加入量为最终产品总重量的40%-60%。