[发明专利]一种磷酸镁骨水泥及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于医用生物材料技术领域，具体地讲，涉及一种磷酸镁骨水泥及其制备方法和应用。

背景技术

磷酸镁水泥(Magnesia-Phosphate Cement，MPC)主要由烧结氧化镁、磷酸盐和缓凝剂按一定比例配制而成，具有快凝、高早强的特性。早在1945年Brookhaven实验室就将MPC用作建筑物的快速修补材料。作为一类无机胶粘剂，MPC与磷酸钙骨水泥(CPC)类似，能在人体生理环境下自行固化，水化产物为磷酸盐类生物矿石，生物相容性好。多年研究表明，MPC具有良好的生物相容性和生物降解性，是一种理想的骨缺损修复材料，但由于MPC具有水化反应速度快及水化放热量极大两大问题，导致其长期以来都未受到人们足够的重视和研究。如MPC在绝热条件下，最高水化温度达到近70℃，这些问题一直未得到很好的解决。

磷酸镁水泥的水化反应其实质是一个以酸碱中和反应为基础的放热反应，反应速度很快，反应过程放出大量的热量，这些热量又进一步加速了体系的反应速度，导致体系的凝结速度很快，几分钟之内就会迅速凝结硬化，快凝特性严重影响了磷酸镁水泥的推广并限制了它的应用范围。

作为快速修补材料，目前，磷酸镁水泥缓凝可采用以下方法：1、加入缓凝剂硼砂、硼酸和三聚磷酸钠等；2、减小死烧MgO活性与细度；3、适当提高磷酸盐的含量；4、冷却拌合用水。这些方法可适当减缓水化反应速度，降低水化温度，但是存在一定的局限性，且不适用于磷酸镁骨水泥的应用。

专利CN102807335A提出了一种利用自包覆控制水化反应合成磷酸镁生物骨水泥的方法，该方法有效地控制了水化反应速度和水化放热温度，将磷酸镁骨水泥的凝结时间从包覆前的0.7min～4min延长至包覆后的6min～17min，放热温度峰值则由55.1℃～70.5℃降至32.6℃～38.3℃，具有了一定有益效果。但本专利所涉及磷酸镁骨水泥，其以盐湖提锂过程中的副产品含硼氧化镁为原料，经高温煅烧获得医用级烧结氧化镁，原料上的差异导致了上述方法具有了局限性，同时上述方法将一些无机离子引入，会对人体的体液环境产生干扰，导致人体功能下降甚至引起人体中毒，副作用明显。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种磷酸镁骨水泥及其制备方法和应用，该磷酸镁骨水泥通过在其中添加复合缓凝剂，达到了降低磷酸镁骨水泥的水化反应速度和水化温度的目的。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种磷酸镁骨水泥，至少包括按如下质量份数计的组分：100～400份烧结氧化镁，100份磷酸盐和5～80份复合缓凝剂；其中，所述烧结氧化镁为盐湖提锂副产氧化镁的煅烧产物。

进一步地，所述复合缓凝剂包括葡萄糖、蔗糖、氯化物中的至少两种混合物；其中，所述葡萄糖、蔗糖、氯化物的质量分数均不超过50％。

进一步地，所述复合缓凝剂还包括柠檬酸；其中，所述柠檬酸占所述复合缓凝剂的质量分数不超过10％。

进一步地，所述氯化物包括氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙中的至少一种。

进一步地，所述磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐中的至少一种。

进一步地，所述磷酸二氢盐包括磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵中的至少一种。

本发明的另一目的在于提供了一种上述磷酸镁骨水泥的制备方法，包括步骤：将所述烧结氧化镁、磷酸盐和复合缓凝剂混合、球磨得到所述磷酸镁骨水泥。

进一步地，所述烧结氧化镁是盐湖提锂副产氧化镁在温度为800℃～1400℃、煅烧3h～6h获得的煅烧产物。

进一步地，球磨时间为5min～60min，所述磷酸镁骨水泥的粒径为5μm～100μm。

本发明的另一目的还在于提供了一种上述磷酸镁骨水泥在骨修复手术中的应用。

本发明通过在制备磷酸镁骨水泥的过程中添加复合缓凝剂，不仅起到了降低磷酸镁骨水泥的水化反应速度和水化温度的目的，同时复合缓凝剂的加入不会大幅度降低该磷酸镁骨水泥的强度，不改变其水化产物的组成和形貌；且操作简单，成本较低。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的磷酸镁骨水泥的制备方法的流程图。

具体实施方式