一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生物医用材料领域，具体地说是一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥，其制备方法包括以下步骤：以SBA‑15为载体，以PEG为修饰剂，制得PEG修饰的SBA‑15载体，再将庆大霉素负载到PEG修饰的SBA‑15载体中，得到载药填充材料，然后在丙烯酸树脂类骨水泥粉体中掺杂5‑15wt.％的载药填充材料，混合后搅拌，制得固相骨水泥粉体，向制得的骨水泥固相混合料加入骨水泥液相，搅拌，得到均匀浆料，固化后即得到抗菌丙烯酸树脂骨水泥；本发明专利技术同现有技术相比，制得的抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥相较传统的抗生素骨水泥释放量更大，更持久，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有明显的抑菌作用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法[
]本专利技术涉及生物医用材料领域，具体地说是一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥。[
技术介绍
]骨水泥材料是一种用于填充人体骨与人工关节骨腔或间隙并具有自凝性的生物医用材料，其物理性质和固化后的外形与建筑的普通水泥相似，因此俗称骨水泥。骨水泥的主要成分为甲基丙烯酸树脂甲脂聚合物，被广泛应用于人工关节置换手术。在使用过程中，骨水泥可以牢固地将植入物(如人工骨关节等)固定在活体中，稳固假体，使得假体、骨水泥和骨组织之间界面无任何微动，以提高人工关节的稳定性和牢固性，避免人工关节松动引起的一系列问题，允许患者术后早期负重，在很大程度上减少患者因为长期卧床导致的各种并发症。1970年，Buchholz和Engelbrecht第一次提出了在骨水泥中掺入抗生素来预防人工关节置换病人关节感染的概念，他们将青霉素、红霉素、庆大霉素联合直接掺入骨水泥，用于全髋假体表面，减少了术后感染。试验证明，抗生素骨水泥可以通过浓度梯度向周围扩散抗生素，在局部达到预防和治疗感染的目的。该疗法用于治疗骨髓炎和开放性创伤也取得了良好效果，然而，抗生素骨水泥应用涉及几个方面的问题：局部抗生素浓度必须超过最小的抑菌浓度；抗生素骨水泥必须在初始阶段有一个相对较高的药物浓度，并在以后的数天、数周中仍能向局部缓慢释放抗生素。而普通的抗生素骨水泥只能在短期内有效的释放，而且释放总量一般低于加入量的5％，如何实现持续高效的释放成为本领域研究的重点。因此，若能以抗生素的持续高效释放为出发点，提供一种丙烯酸树脂骨水泥，达到抗生素的持续高效释放，将具有非常重要的意义。[
技术实现思路
]本专利技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥，以抗生素的持续高效释放为出发点，将抗生素负载在PEG修饰的SBA-15中，然后将载药填充材料掺杂到骨水泥中，实现了抗生素的持续高效释放，具有良好的抗菌效果。。为实现上述目的设计一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥，所述丙烯酸树脂骨水泥的粉体中掺杂有5-15wt.％的载药填充材料，所述载药填充材料是以SBA-15为载体，以PEG为修饰剂，再将庆大霉素负载到PEG修饰的SBA-15中。本专利技术还提供了一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥的制备方法，包括以下步骤：1)SBA-15载体的制备：3-5g的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123溶解在20-50g水和100-140g2M的盐酸水溶液中，搅拌下再加入6-10g的原硅酸四乙酯，30-40℃下反应20h，而后在80-120℃静置12h，所得到的固体用水和无水乙醇洗涤至中性，100℃下干燥10-20h，500℃空气中煅烧6-8h得到SBA-15载体；2)PEG修饰的SBA-15载体的制备：将0-0.05gPEG溶于5-10mL水中，加入0.25-5g介孔分子筛SBA-15，搅拌均匀后，加热使水分蒸发，自然冷却后真空干燥，得到PEG修饰的SBA-15载体；3)载药填充材料的制备：将60-100mg庆大霉素溶于4-8mL水中，加入步骤2)所得的PEG修饰的SBA-15载体，搅拌24h，50-80℃干燥12h，得到载药填充材料；4)抗菌骨水泥的制备：在丙烯酸树脂类骨水泥粉体中掺杂5-15wt.％的载药填充材料，混合后搅拌20min，制得固相骨水泥粉体，再按照每2g固相混合料需要1-2g骨水泥液相的比例，向制得的骨水泥固相混合料加入骨水泥液相，搅拌30-40秒，得到均匀浆料，固化后即得到抗菌丙烯酸树脂骨水泥。进一步地，步骤4)中，所述丙烯酸树脂类骨水泥粉体的质量百分比组成为聚甲基丙烯酸甲酯84％、氧化锆15％、过氧化苯甲酰1％。进一步地，步骤4)中，所述骨水泥液相的质量百分比组成为甲基丙烯酸甲酯97％、N,N-二甲基对甲苯胺3％。本专利技术同现有技术相比，无需添加其它添加剂，直接在丙烯酸树脂类骨水泥粉体中添加一定比例的载药填充材料，并按照一定的粉液质量比混合、固化，制备出一种可有效提高抗生素释放的抗菌骨水泥，即以抗生素的持续高效释放为出发点，创造性的将抗生素负载在PEG修饰的SBA-15中，然后将载药填充材料掺杂到骨水泥中，达到抗生素的持续高效释放，本专利技术制得的骨水泥相较传统的抗生素骨水泥释放量更大，更持久，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有明显的抑菌作用。[具体实施方式]本专利技术在普通的商业骨水泥粉体中掺杂5-15wt.％的载药填充材料，以粉体和液体的质量比2：1-2混合制备抗菌骨水泥，制得的骨水泥可实现抗生素持续高效的释放，具有良好的抗菌效果。该抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥是在丙烯酸树脂类骨水泥粉体中掺杂5-15wt.％的载药填充材料(具体做法是以SBA-15为载体，以PEG为修饰剂，再将庆大霉素负载到PEG修饰的SBA-15中)，再将粉液剂混合制备抗生素持续高效释放的抗菌丙烯酸树脂骨水泥；骨水泥植入体内后，由于SBA-15在骨水泥中的架桥作用，可以使庆大霉素快速的释放，且由于SBA-15具有发达的孔道，又可以使庆大霉素持续的释放，从而达到持续高效的释放，进而赋予骨水泥良好的抗菌效果。该抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥的制备方法包括以下步骤：(1)SBA-15载体的制备：3-5g的P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)溶解在20-50g水和100-140g、2M的盐酸水溶液中，搅拌下再加入6-10g的原硅酸四乙酯，30-40℃下反应20h,而后在80-120℃静置12h，所得到的固体用水和无水乙醇洗涤至中性，100℃下干燥10-20h，500℃空气中煅烧6-8h得到SBA-15。(2)PEG修饰的SBA-15载体的制备：将0-0.05gPEG溶于5-10mL水中，加入0.25-5g介孔分子筛SBA-15，搅拌均匀后，加热使水分蒸发，自然冷却后真空干燥。(3)载药填充材料的制备：将60-100mg庆大霉素溶于4-8mL水中，加入上述制备的PEG修饰的SBA-15载体，搅拌24h，50-80℃干燥12h得到载药填充材料。(4)抗菌骨水泥的制备：在丙烯酸树脂骨水泥粉体(粉体质量百分比组成为聚甲基丙烯酸甲酯84％，氧化锆15％，过氧化苯甲酰1％)中掺杂5-15wt.％的载药填充材料，混合后搅拌20min，制得固相骨水泥粉体，再按照每2g固相混合料需要1-2g骨水泥液相(液相质量百分比组成为甲基丙烯酸甲酯97％，N,N-二甲基对甲苯胺3％)的比例，向制备的骨水泥固相混合料加入骨水泥液相，搅拌30-40秒，得到均匀浆料，固化后即得到抗菌骨水泥。下面结合具体实施例对本专利技术作以下进一步说明：对比实施例1未加SBA-15抗菌骨水泥的制备：称取80mg庆大霉素与2g骨水泥粉体混合搅拌均匀，按照粉液质量比2：1加入液体，搅拌40秒，得到均匀浆料，固化后即得到抗菌骨水泥。将骨水泥样品制成高12mm，直径为6mm的圆柱体，将上下两面打磨后，将其放在5mL的pH＝7.2的PBS缓冲溶液中，在制定时间间隔取1mL浸泡液，并重新更换新的5mL的pH＝7.2的PBS缓冲溶液，然后在上述的1mL浸泡液中分别加入1mL邻苯二甲醛衍生试剂和1mL异丙醇，反应45min后用紫外可见分光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥，其特征在于：所述丙烯酸树脂骨水泥的粉体中掺杂有5‑15wt.％的载药填充材料，所述载药填充材料是以SBA‑15为载体，以PEG为修饰剂，再将庆大霉素负载到PEG修饰的SBA‑15中。

【技术特征摘要】
1.一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥，其特征在于：所述丙烯酸树脂骨水泥的粉体中掺杂有5-15wt.％的载药填充材料，所述载药填充材料是以SBA-15为载体，以PEG为修饰剂，再将庆大霉素负载到PEG修饰的SBA-15中。2.一种如权利要求1所述的抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)SBA-15载体的制备：3-5g的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123溶解在20-50g水和100-140g2M的盐酸水溶液中，搅拌下再加入6-10g的原硅酸四乙酯，30-40℃下反应20h，而后在80-120℃静置12h，所得到的固体用水和无水乙醇洗涤至中性，100℃下干燥10-20h，500℃空气中煅烧6-8h得到SBA-15载体；2)PEG修饰的SBA-15载体的制备：将0-0.05gPEG溶于5-10mL水中，加入0.25-5g介孔分子筛SBA-15，搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，包乐乐，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31