可形成复合骨水泥的组合物及由其形成的骨水泥制造技术

本发明专利技术提供可形成复合骨水泥的组合物及由其形成的骨水泥，该组合物包含形成聚甲基丙稀酸甲酯骨水泥的组合物，及金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；以组合物的总重为100％计，其包括质量分数为8％～60％的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；微球是以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸为原料制备得到的微球，其中，以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸的总重量为100％计，金枪鱼鱼骨粉的质量分数为30％～70％，透明质酸的质量分数为30％～70％。本发明专利技术提供的组合物是在可形成PMMA骨水泥组合物的基础上加入了促进骨生长的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球，所得骨水泥具有优异的生物活性、生物相容性、骨整合性能等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及一种可形成复合骨水泥的组合物及由其形成的骨水泥。
技术介绍
骨水泥是一种广泛用于骨科手术的医用材料，骨水泥通常由粉剂和液相两部分组成，在室温下将其按一定比例混合即可发生固化，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。由于骨水泥具有可注射性，可最大限度减少小手术创口的面积，加快康复速度，减轻患者痛苦，故而常用于骨组织的填充材料和支架材料，起到支撑作用，是骨组织应用材料不可缺少的一员。自20世纪60年代初骨水泥问世以来，主要的骨水泥种类有生物陶瓷骨水泥、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥、磷酸钙骨水泥和羟基磷灰石骨水泥等。目前，临床应用最广泛的是聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)骨水泥。传统的聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)骨水泥尽管有较好的力学性能，可以用于承重部分的骨修复植入，而且与植入材料有较强的结合力，但是它不能直接诱导骨组织生长，与宿主骨之间的界面结合力低，容易松动，在固化时形成过高的热积聚温度易造成周围组织及脊髓损伤等。上述缺陷限制了PMMA骨水泥作为治疗骨质疏松填充材料的应用范围。而且固化之后，PMMA材料基体较为致密，表面没有气孔，从而不利于组织的长入，骨整合性能较差。因此，如何改良PMMA骨水泥，使其既保留其优良的力学性能，又使其能促进骨组织生长，增大与宿主骨细胞之间的结合力；降低其固化过程中的最高固化温度；和/或改善PMMA材料没有气孔，不利于组织长入的缺陷是本领域的重要研究课题。研究表明，要在人工替代材料与天然骨组织间建立一种强的化学键合，就要在材料与骨间形成类骨过渡层，即与骨组织成分(钙磷)相似。磷灰石材料，如磷酸钙陶，羟基磷灰石、磷酸三钙与含磷溶液接触，可以在骨组织表面生成可以类骨无机成分，从而与骨骼形成牢固的化学键合。磷灰石类骨修复材料具有优异的生物活性和骨传导性能，能够修复受损骨骼，具有优异的骨修复性能。锶羟基磷灰石(Sr-HA)是在羟基磷灰石的基础上，用锶取代羟基磷灰石结构中钙的位置制备而成。与传统的磷灰石相比，锶羟基磷灰石不仅具有生物活性，骨传导性和骨修复性能，而且具有更优异的成骨能力，能够作为骨质疏松的治疗药物。锶(Sr)在人体内的骨骼代谢过程中有着双重作用，能够刺激新骨生成的同时抑制破骨吸收。锶(Sr)从锶羟基磷灰石基体中缓慢释放进入局部骨缺损部位，促进成骨修复，抑制破骨吸收，可以获得更好的骨修复性能。海洋生物资源是一个十分巨大，有待深入开发的生物资源。深海金枪鱼就是其中的一类典型代表。金枪鱼鱼骨含有丰富的钙质和磷质资源，其矿物质及微量元素测定结果表明，金枪鱼鱼骨不仅含有大量的钙和磷，还含有其它多种能有效促进成骨的微量元素如锶、硼、锌、硅、钠、镁、铜、铁等，且锶的含量远远高于在陆生动物。钙磷元素是骨骼、牙齿及软骨组织的重要成分，钠、镁、锌和铁亦有助于提高人体免疫、维持正常细胞代谢及参与合成血红蛋白等。而锶则是骨骼代谢的重要微量元素，具有较强的成骨能力，能够治疗骨质疏松。金枪鱼源于深海，受到的污染很少，几乎不含有毒物质如重金属元素As、Pb、Hg和Cd等，具有优异的使用安全性。因此，以深海金枪鱼为研究基础，对深海金枪鱼鱼骨这一类远洋渔业废弃物进行深加工，获得了主要成分为锶羟基磷灰石的天然生物活性海洋无机矿物，深海金枪鱼鱼骨粉。研究发现，通过煅烧深海金枪鱼鱼骨获得的深海金枪鱼鱼骨粉比合成的锶活性物质具有更强的成骨细胞分化及增殖的能力。CN104841016A公开了一种金枪鱼鱼骨粉材料及其制备方法和应用，该案表明由其方法制备得到的金枪鱼鱼骨粉材料对成骨细胞增殖效果好，是一种优良的生物活性材料，具有较强的促成骨能力。
技术实现思路
有鉴于现有PMMA骨水泥的缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种可形成复合骨水泥的组合物及由其形成的复合骨水泥，以有效解决上述问题中的至少一方面。如前所述，金枪鱼鱼骨粉是一种优良的生物活性材料，具有较强的促成骨能力的材料，因而，如果能将金枪鱼鱼骨粉引入PMMA骨水泥中，开发新型复合骨水泥，将会有着传统的PMMA骨水泥所无法比拟的优势，如生物活性，骨传导和诱导成骨的作用、射线不透性以及与骨组织良好的骨整合性能。专利技术人在实验中按CN104841016A制备得到金枪鱼鱼骨粉材料，试图将其与PMMA混合制备复合材料，然而实验中发现金枪鱼鱼骨粉材料无法在PMMA中均匀混合。经过反复的工艺探索和验证，在大量的实验工作后，专利技术人采用透明质酸，并将其与金枪鱼鱼骨粉形成微球，有效解决了该技术问题，本专利技术首先利用金枪鱼鱼骨粉和透明质酸做成了微球，其中，金枪鱼鱼骨粉包裹于透明质酸，这一微球包裹工艺能够在金枪鱼鱼骨粉和PMMA之间建立一层透明质酸过渡层，成功使得金枪鱼鱼骨粉与PMMA的均匀混合。为此，一方面，本专利技术提供一种可形成复合骨水泥的组合物，其中，所述组合物包含形成聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)骨水泥的组合物，及金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；以所述可形成复合骨水泥的组合物的总重量为100％计，其包括质量分数为8％～60％的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球，例如包括10％～50％、15％～45％、20％～40％、25％～35％或25％～30％等的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球是以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸为原料制备得到的微球，其中，以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸的总重量为100％计，所述金枪鱼鱼骨粉的质量分数为30％～70％，例如40％～60％、50％～60％等；所述透明质酸的质量分数为30％～70％，例如40％～60％、50％～60％等；优选地，所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球的粒径为30μm～500μm，例如40μm～400μm、60μm～350μm、100μm～250μm、100μm～200μm、160μm～180μm等。本专利技术所述金枪鱼鱼骨粉是由金枪鱼的鱼骨制备得到的鱼骨粉，包括但不限于CN104841016A公开的技术方案得到金枪鱼鱼骨粉材料。本专利技术所述形成聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)骨水泥的组合物为现有的形成聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的组合物，如前所述，该组合物通常包括固相粉剂及固化液，固相粉剂中通常包括聚甲基丙烯酸甲酯，固化液中通常包括甲基丙烯酸甲酯。本专利技术所用透明质酸是一种酸性粘多糖。透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。将本专利技术组合物形成骨水泥，并将其注入体内后，所用透明质酸在体内后被降解和吸收后会原位留下孔隙，有利于细胞和组织的长入，保证材料能够与宿主骨形成更好的绞索嵌顿。本专利技术可形成复合骨水泥的组合物是在现有形成聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥组合物的基础上加入了金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球。金枪鱼鱼骨粉的添加，赋予了复合骨水泥良好的生物活性，植入人体后能够增强复合骨水泥与宿主骨的结合，具有较好的骨整合性能；透明质酸的添加，使得复合骨水泥植入体内后能够原位形成孔隙，有利于细胞和组织的长入。金枪鱼鱼骨粉不仅含有钙和磷，还含有其它多种能有效促进成骨的微量元素如锶、锌、硅、钠、镁、铜、铁等，且锶的含量较高，能有效地诱导骨生长。植入体内后，除了能够释放出锶(Sr)、钙(Ca)、磷(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可形成复合骨水泥的组合物，其中，所述组合物包含形成聚甲基丙稀酸甲酯骨水泥的组合物，及金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；以所述可形成复合骨水泥的组合物的总重量为100％计，其包括质量分数为8％～60％的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球是以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸为原料制备得到的微球，其中，以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸的总重量为100％计，所述金枪鱼鱼骨粉的质量分数为30％～70％，所述透明质酸的质量分数为30％～70％；优选地，所述骨粉金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球的粒径为30μm～500μm。

【技术特征摘要】
1.一种可形成复合骨水泥的组合物，其中，所述组合物包含形成聚甲基丙稀酸甲酯骨水泥的组合物，及金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；以所述可形成复合骨水泥的组合物的总重量为100％计，其包括质量分数为8％～60％的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球是以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸为原料制备得到的微球，其中，以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸的总重量为100％计，所述金枪鱼鱼骨粉的质量分数为30％～70％，所述透明质酸的质量分数为30％～70％；优选地，所述骨粉金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球的粒径为30μm～500μm。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述复合骨水泥的组合物的总重量为100％计，所述形成聚甲基丙稀酸甲酯骨水泥的组合物包括质量分数为6.4％～59.625％的聚甲基丙烯酸甲酯粉体；质量分数为0.2％～3％的聚合引发剂；质量分数为24.25％～59.94％甲基丙烯酸甲酯及质量分数为0.025％～1.8％的聚合物活化剂；优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯粉体的粒径为40μm～80μm；优先地，所述聚合引发剂包括过氧化二苯甲酰；所述聚合活化剂包括N,N-二甲基对甲苯胺。3.根据权利要求1或2所述的可形成复合骨水泥的组合物，其中，所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球是按如下方法制备得到：(a)形成含所述金枪鱼鱼骨粉与所述透明质酸的水溶液；(b)对步骤(a)所得水溶液在100～150℃温度范围内进行喷雾干燥，以制得所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；优选地，通过调节溶液的浓度和/或喷嘴的尺寸控制所述微球的尺寸。4.一种可形成复合骨水泥的组合物，其中，该组合物包括固相粉剂及固化液；以固相粉剂及固化液重量之和为100％计，所述固相粉剂的质量分数为40％～75％，所述固化液的质量分数为25％～60％；以所述固相粉剂的重量为100％计，其包括质量分数为20％～80％的金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球；所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球是以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸为原料制备得到的微球，其中，以金枪鱼鱼骨粉与透明质酸的总重量为100％计，所述金枪鱼鱼骨粉的质量分数为30％～70％，所述透明质酸的质量分数为30％～70％；优选地，所述金枪鱼鱼骨粉/透明质酸微球的粒径为30μm～...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔旭，黄程程，张朦，潘浩波，阮长顺，王践云，彭松林，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，深圳市人民医院，
类型：发明
国别省市：广东;44