本发明专利技术公开了一种同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥的制备方法，包括以下步骤：(1)将磷酸钙骨水泥粉末、含有锌离子的无机盐、含有硅酸根离子的无机盐混合均匀，得到同时含锌元素和硅元素的磷酸钙骨水泥，即固相；(2)将步骤(1)得到的固相泥与液相进行调和，液相体积与固相粉末质量比为0.3～0.6mL/g。本发明专利技术首次同时将锌离子和硅酸根离子添加到磷酸钙骨水泥中，具有较高的力学强度、合适的凝结时间、可以长时间持续释放锌离子和硅酸根离子、释放量可控的特点，同时释放出的两种不同功能性离子可以发挥协同抑制骨吸收、促进骨修复的作用，较之传统磷酸钙骨水泥，具有更优异的骨缺损修复效果和更广阔的临床应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及骨缺损修复医用材料领域，特别涉及。
技术介绍
自从Brown 和 Chow 首次报道磷酸I丐骨水泥(Calcium Phosphate Cement, CPC)以来，CPC受到了研究者的广泛关注。CPC由固相粉末和液相组成，在临床使用时将两相混合并调和均匀成膏状，之后通过手术或者用注射器械将其植入填充到骨缺损部位。CPC在体温下自行固化，在体内逐步降解，引导新骨生成，最终完成对骨缺损的修复。由于CPC具有可注射性、任意塑形性、原位等温自固化性能等有别于其他骨缺损修复生物材料的性能，因此CPC是一种具有良好临床应用前景的骨缺损填充修复材料。虽然CPC具有良好的生物相容性和骨传导性，但由于其在诱导成骨性能方面的欠缺，因此CPC的骨修复效果受到一定的影响。CPC成骨性能的提高常通过生长因子复合改性和离子掺杂改性来实现。生长因子价格昂贵，且复合到CPC中后存在突释现象，只在材料植入早期具有一定的促成骨作用，并不具有长期的诱导成骨的效果。CPC的水化产物接近于自然骨的主要无机成分羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)。自然骨HA中存在多种微量元素，这些微量元素在先天及后天的骨组织的形成和发育过程中起着重要的作用。研究表明，通过离子掺杂来改性CPC，是一种有效的提高磷酸钙骨水泥骨修复效果的方法。离子掺杂到CPC中后，材料在骨修复过程中能够长期稳定释放出功能性离子，改善CPC的成骨性能；且无机离子来源广泛、价格低廉，临床使用时可以较大的减轻患者的负担。骨水泥中微量元素的添加，使得材料具有各种促进骨修复的性能，如诱导成骨的性能、诱导成血管的性能、抑制骨吸收的性能、抗菌性能等。尽管这些微量元素在骨水泥中含量很低，但其在骨缺损的修复中起着不可替代的作用。CPC中所添加的微量元素可以从材料中溶解释放出来，被人体吸收利用，参与新骨的形成，发挥其生物学作用。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于，工艺比较简单，制备得到的磷酸钙骨水泥机械强度较高、能够长时间缓释功能性离子、离子溶出量可控，且无细胞毒性，在植入体内后随着材料的降解，可以同时持续释放锌离子和硅酸根离子，提高磷酸钙骨水泥的骨修复效果。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:—种同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥的制备方法，包括以下步骤:(1)将磷酸钙骨水泥粉末、含有锌离子的无机盐、含有硅酸根离子的无机盐混合均匀，得到同时含锌元素和硅元素的磷酸钙骨水泥，即固相；所述含有锌离子的无机盐在磷酸钙骨水泥中的内掺量为2.5?lOwt.% ;所述含有硅酸根离子的无机盐在磷酸钙骨水泥中的内掺量为2.5?10wt.% ；(2)将步骤(1)得到的固相泥与液相进行调和，液相体积与固相粉末质量比为0.3?0.6mL/g ;所述液相为去离子水、生理盐水、血液、pH为7.0?7.4的磷酸盐溶液、pH为7.0?7.4的柠檬酸盐溶液中的一种。所述含有锌离子的无机盐为同时含有锌离子和硅酸根离子的无机盐；所述含有硅酸根离子的无机盐为同时含有锌离子和硅酸根离子的无机盐。所述同时含有锌离子和硅酸根离子的无机盐的在磷酸钙骨水泥中的内掺量为5 ?20wt.% ο所述含有锌离子的无机盐为碳酸锌、磷酸锌、氧化锌、锌掺杂磷酸钙、锌掺杂羟基磷灰石中的一种。所述含有硅酸根离子的无机盐为硅酸镁、硅酸锶、硅酸钾、硅掺杂磷酸钙、硅掺杂羟基磷灰石中的一种；或者为硅酸一钙、硅酸二钙、硅酸三钙或硅酸钙与其他离子的硅酸盐的固溶体；所述其他离子为镁离子或锶离子。所述同时含有锌离子和硅酸根离子的无机盐为硅酸锌、锌掺杂硅酸一钙、锌掺杂硅酸二钙、锌掺杂硅酸三钙、锌掺杂硅酸镁、锌掺杂硅酸锶、锌黄长石中的一种。所述磷酸钙骨水泥粉末为“磷酸四钙+ 二水磷酸氢钙”体系骨水泥、“磷酸二氢钙+ α -磷酸三钙+碳酸钙”体系骨水泥、“无定型磷酸钙+ 二水磷酸氢钙”体系骨水泥、“磷酸四钙+ α -磷酸三钙+ 二水磷酸氢钙”体系骨水泥、“磷酸四钙+ β -磷酸三钙+磷酸二氢钙”体系骨水泥、“部分结晶磷酸钙+无水磷酸氢钙”体系骨水泥或“ α -磷酸三钙+ 二水磷酸氢钙+碳酸钙”体系骨水泥中的任意一种。所述磷酸盐溶液为磷酸氢钠溶液或磷酸氢钾溶液。所述柠檬酸盐溶液为檬酸钠溶液或柠檬酸钾溶液。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果:1、本专利技术首次将同时含有锌离子和硅酸根离子的无机盐添加到传统磷酸钙骨水泥中，利用所释放的离子的生物学功能，来提高骨水泥的成骨性能。与生物活性因子等促进成骨的添加剂相比，含有功能性离子的无机添加剂来源广泛、价廉易得，且化学稳定性好，能够从材料中持续缓慢释放，具有长期的促进成骨的效果。2、本专利技术所制备的能够同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥，在传统的磷酸钙骨水泥中添加含有锌离子和硅酸根离子的无机盐后，不会对骨水泥的可注射性、凝结时间和水化产物的组成造成显著影响。无机盐的添加量在一定范围内，可以显著的提高骨水泥的机械强度。3、本专利技术所制备的能够同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥，经离子溶出实验测试证实，随着材料的不断降解，锌离子和硅酸根离子能够长时间稳定的缓慢释放。4、本专利技术所制备的能够同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥，通过改变骨水泥中含有锌离子和硅酸根离子的无机盐的添加量，可以达到控制离子溶出量的目的，使其溶出量在该离子的生物安全范围之内。本专利技术所制备的含锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥，在所限定锌离子和硅酸根离子的溶出量范围内，不会产生大于1级的细胞毒性。5、本专利技术所制备的能够同时持续释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥，由于其具有合适的锌离子和硅酸根离子的溶出量，在体外环境下能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化，在体内环境下具有显著的促进成骨的效果。【附图说明】图1是实施例1制备的同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥的凝结时间。图2是实施例1制备的同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥的抗压强度。图3是骨髓间充质干细胞在实施例1制备的同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥上的增殖情况。图4是骨髓间充质干细胞在实施例1制备的同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥上的I型胶原的表达情况。图5是骨髓间充质干细胞在实施例1制备的同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥上的碱性磷酸酶的表达情况。图6是骨髓间充质干细胞在实施例1制备的同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥上的Runx-2的表达情况。【具体实施方式】下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1选用硅酸锌作为同时含有锌离子和硅酸根离子的无机盐添加剂，将其添加到“部分结晶磷酸钙+无水磷酸氢钙”体系骨水泥中，实施步骤包括:(11)采用微波水热方法制备硅酸锌粉体。将乙酸锌和正硅酸乙酯依次溶于去离子水中，锌和娃的摩尔比为2:1，用氨水调溶液pH值到7。随着化学反应的进行，溶液逐渐变成均匀的白色乳浊液。将该白色乳浊液在160°C条件下微波水热1小时，水热完成后用去离子水洗涤白色沉淀并80°C条件下烘干，得到所需硅酸锌粉体。(12)称取步骤(11)所制备的硅酸锌粉体0.lg，称取“部分结晶磷酸钙+无水磷酸氢钙”体系骨水泥粉体0.9g，将其混合均匀。按本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同时释放锌离子和硅酸根离子的磷酸钙骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将磷酸钙骨水泥粉末、含有锌离子的无机盐、含有硅酸根离子的无机盐混合均匀，得到同时含锌元素和硅元素的磷酸钙骨水泥，即固相；所述含有锌离子的无机盐在磷酸钙骨水泥中的内掺量为2.5～10wt.％；所述含有硅酸根离子的无机盐在磷酸钙骨水泥中的内掺量为2.5～10wt.％；(2)将步骤(1)得到的固相泥与液相进行调和，液相体积与固相粉末质量比为0.3～0.6mL/g；所述液相为去离子水、生理盐水、血液、pH为7.0～7.4的磷酸盐溶液、pH为7.0～7.4的柠檬酸盐溶液中的一种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶建东，张婧，吴婷婷，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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