一种抗生素骨水泥椎间融合器的材料与制作方法技术

本发明专利技术公开了一种抗生素骨水泥型椎间融合器的材料与制作方法。作为椎间融合器的材料要具备诸多优良的特征：耐高温、机械性能优异、自润滑性好、阻燃、耐腐蚀性、耐剥离性、耐磨性等。传统椎间融合器的材料为聚醚醚酮（PEEK）树脂材料，它是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，其加工工艺复杂，术后修复性差、生物相容性差、力学强度过大的问题值得我们深思。本发明专利技术，其特征在于，所述的椎间融合器是由抗生素骨水泥制作而成，抗生素骨水泥的材料由粉体组分和液体组分组成，对于椎间融合器的制备工艺简单，具有良好的易塑性，在室温下可以固化，有稳定的固化过程，将其制成椎间融合器具有合适的力学强度、良好的生物相容性，因其含有抗生素，还能起到预防与治疗术后感染的作用。

Material and fabrication method of an antibiotic cement intervertebral fusion cage

The invention discloses a material and a manufacturing method of an antibiotic bone cement type intervertebral fusion cage. As a material of intervertebral fusion cage, it has many excellent characteristics: high temperature resistance, excellent mechanical properties, good self-lubrication, flame retardancy, corrosion resistance, peeling resistance, wear resistance and so on. The traditional material of intervertebral fusion cage is polyether ether ketone (PEEK) resin, which is a linear aromatic macromolecule compound with chain segments in the main chain of molecule. Its processing technology is complex, and the problems of poor repair, poor biocompatibility and excessive mechanical strength after operation deserve our deep consideration. The invention is characterized in that the intervertebral fusion cage is made of antibiotic bone cement, and the material of antibiotic bone cement is composed of powder and liquid components. The preparation process of the intervertebral fusion cage is simple, has good plasticity, can be solidified at room temperature, has stable solidification process, and is made into an intervertebral fusion cage with appropriate mechanical strength and good plasticity. Biocompatibility, because it contains antibiotics, can also play a role in the prevention and treatment of post-operative infections.

【技术实现步骤摘要】
一种抗生素骨水泥椎间融合器的材料与制作方法
本专利技术涉及材料科学及医学领域，更具体地，涉及一种抗生素骨水泥椎间融合器的材料与制作方法。
技术介绍
目前，椎间融合术是治疗脊柱退变疾病的有效方法。椎间融合器能起到防脱作用，实现病变椎体的融合。融合器的材料要求耐高温、机械性能优异、耐腐蚀、耐磨性、抗辐射等，传统的融合器采用聚醚醚酮树脂（PEEK）材料，是一种性能优异的特种工程塑料，其具备了融合器所需的基本特征，但是，PEEK材料在热加工处理过程中，内部容易形成不定型结晶，导致内应力集聚，局部应力集中而影响整体强度。由于其注射、模压及型材挤出工艺条件苛刻，在使用PEEK材料时环境格外重要。本专利技术采用抗生素骨水泥作为椎间融合器的材料，旨在优化融合器，减去其传统材料的复杂工艺，使得椎间融合器简易制得。本专利技术使用抗生素骨水泥作为椎间融合器的制作材料，其主要成分是聚丙烯酸聚合物粉末及其单体。此材料已被大量应用在关节置换成型术、椎体后凸成型术中，为了减少手术后的细菌感染，可以在该材料中添加抗生素，使其具有抗菌功能。该类产品的制备简单、易塑性，可注射植入操作性强，植入后力学性能良好，固化时间可控等优点，在临床上的应用发展迅速。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种抗生素骨水泥型椎间融合器的材料与制作方法。本专利技术的技术方案如下：一种抗生素骨水泥型椎间融合器的材料，由粉体组分和液体组分组成。所述粉体组分：聚甲基丙烯酸甲酯、过氧化苯甲酰、二氧化锆、抗生素。所述液体组分：甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基对甲苯胺、对苯二酚。优选地，所述粉体组分中的聚甲基丙烯酸甲酯，占骨水泥粉体质量的80-90份。优选地，所述粉体组分引发剂为过氧化苯甲酰，占骨水泥粉体质量的0.5-2份。优选地，所述粉体组分中抗生素为庆大霉素，占骨水泥粉体质量的1-5份。优选地，所述粉体组分二氧化锆，粒径分布1-50μm，占骨水泥粉体质量的8-15份。优选地，所述液体组分中的甲基丙烯酸甲酯，占骨水泥液体质量的85-99份。优选地，所述液体组分N,N-二甲基对甲苯胺，占骨水泥液体质量的1-5份。优选地，所述液体组分对苯二酚，占骨水泥液体质量的0.5-2份。优选地，所述粉体与液体的质量比为2：1-1.5，在室温混合后可随意塑性，10-20分钟内固化，可制出抗生素骨水泥材料的融合器。本专利技术还涉及抗生素骨水泥型椎间融合器的材料与制作方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，粉体的配制：⑴将聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化锆充⑵分搅拌1-2hr，使其混合均匀；⑵加入过氧化苯甲酰，充分搅拌2-3h，使其混合均匀；⑶加入抗生素在真空条件下进行搅拌2-3h，充分混匀；步骤二，液体配制：⑴将甲基丙烯酸甲酯与N,N-二甲基对甲苯胺混合均匀；⑵加入对苯二酚，充分搅拌混匀；步骤三，粉体与液体混合：操作温度在23±1℃条件下进行，将粉体与液体按比例进行混合，混合时间30秒至1分钟，粉体与液体混合制得的混合物随后进入粘丝期约2-4分钟；步骤四，灌模成型：⑴将混合物，灌入椎间融合器模具当中，使其完全填充整个模具；⑵粉体与液体混合后10-20分钟，混合物粘度开始增加进入固化期；⑶将灌好的等待约30-60分钟，确认固化成型后，可拆掉模具。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术材料制备工艺简单易行，容易制得，操作环境简单不严苛。（2）加入抗生素，可以发挥抗生素的抗菌作用，减少术后感染的发生性。（3）本材料被广泛优选用于骨科植入及填充，临床数据较多，可放心作为椎间融合器使用。（4）骨水泥材料具有优良的机械性能，良好的生物相容性、室温下可固化。（5）易塑性，可根据需要的椎间融合器尺寸进行灌模塑形。（6）此骨水泥具有良好的显影性，可以明显的观察融合器植入后情况。具体实施方式本实施例涉及一种抗生素骨水泥椎间融合器的材料及制作方法，该材料由以下原料按重量份组成，所述粉体组分：聚甲基丙烯酸甲酯80-90份，引发剂0.5-2份，抗生素1-5份，显影剂8-15份。所述液体组分：甲基丙烯酸甲酯85-99份，N,N-二甲基对甲苯胺1-5份，对苯二酚0.5-2份。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但下述实施例并不是对本专利技术的限定。实施例1：步骤一，粉体组分配制：⑴将聚甲基丙烯酸甲酯82份和二氧化锆14.5份，充分搅拌1h，使其混合均匀；⑵加入过氧化苯甲酰0.5份，充分搅拌2h，使其混合均匀；⑶加入抗生素3份搅拌2h，充分混匀；步骤二，液体配制：⑴将甲基丙烯酸甲酯98份与N,N-二甲基对甲苯胺1份混合均匀；⑵加入对苯二酚1份，充分搅拌混匀；步骤三，将粉体与液体按2：1.2比例进行混合；步骤四，操作温度在23±1℃条件下进行，仔细搅拌混合物约30秒，随后进入粘丝期约2.5分钟，在此期间可对骨水泥进行塑形，挤入融合器模具，使其完全填充整个模具，骨水泥粘度开始增加进入固化期，等待约15分钟固化完全，可拆掉模具。实施例2：步骤一，粉体组分配制：⑴将聚甲基丙烯酸甲酯82份和二氧化锆13份，充分搅拌2h，使其混合均匀；⑵加入过氧化苯甲酰2份，充分搅拌3h，使其混合均匀；⑶加入抗生素3份搅拌3h，充分混匀步骤二，液体配制：⑴将甲基丙烯酸甲酯93份与N,N-二甲基对甲苯胺5份混合均匀；⑵加入对苯二酚2份，充分搅拌混匀；步骤三，同实施例1；步骤四，同实施例1。实施例3：步骤一，粉体组分配制：⑴将聚甲基丙烯酸甲酯86份和二氧化锆10份，充分搅拌1h，使其混合均匀；⑵加入过氧化苯甲酰1份，充分搅拌2h，使其混合均匀；⑶加入抗生素3份搅拌2h，充分混匀；步骤二，液体配制：⑴将甲基丙烯酸甲酯97份与N,N-二甲基对甲苯胺1.5份混合均匀；⑵加入对苯二酚1.5份，充分搅拌混匀；步骤三，同实施例1；步骤四，同实施例1。实施例4：步骤一，粉体组分配制：⑴将聚甲基丙烯酸甲酯90份和二氧化锆8份，充分搅拌1h，使其混合均匀；⑵加入过氧化苯甲酰1份，充分搅拌2h，使其混合均匀；⑶加入抗生素1份搅拌2h，充分混匀；步骤二，液体配制：⑴将甲基丙烯酸甲酯98份与N,N-二甲基对甲苯胺1份混合均匀；⑵加入对苯二酚1份，充分搅拌混匀；步骤三，同实施例1；步骤四，同实施例1。实施例5：步骤一，粉体组分配制：⑴将聚甲基丙烯酸甲酯80份和二氧化锆15份，充分搅拌1h，使其混合均匀；⑵加入过氧化苯甲酰2份，充分搅拌2h，使其混合均匀；⑶加入抗生素3份搅拌2h，充分混匀；步骤二，液体配制：⑴将甲基丙烯酸甲酯93份与N,N-二甲基对甲苯胺5份混合均匀；⑵加入对苯二酚2份，充分搅拌混匀；步骤三，同实施例1；步骤四，同实施例1。对比例1本对比例与实施例1不同之处在于，液体甲基丙烯酸甲酯94份，N,N-二甲基对甲苯胺5份，其他内容同实施例1，在此不再赘述。对比例2本对比例与实施例2不同之处在于，液体甲基丙烯酸甲酯97份与N,N-二甲基对甲苯胺1份其他内容同实施例2，在此不再赘述。对比例3本对比例与实施例3不同之处在于，粉体聚甲基丙烯酸甲酯85.5份，引发剂1.5份，其他内容同实施例3，在此不再赘述。对比例4本对比例与实施例4不同之处在于，液体甲基丙烯酸甲酯94份，N,N-二甲基对甲苯胺5份，其他内容同实施例4，在此不再赘述。对比例5本对比例与实施例5不同之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗生素骨水泥型椎间融合器的材料与制作方法，其特徵在于，所述的椎间融合器以抗生素骨水泥为制作材料，含有显影剂与抗生素。

【技术特征摘要】
1.一种抗生素骨水泥型椎间融合器的材料与制作方法，其特徵在于，所述的椎间融合器以抗生素骨水泥为制作材料，含有显影剂与抗生素。2.根据权利要求1所述的抗生素骨水泥包含粉体与液体两组分，其中粉体包含聚丙烯酸聚合物粉末、抗生素粉末、显影剂、引发剂;液剂包含丙烯酸酯单体、阻聚剂、活化剂。3.根据权利要求2所述的聚丙烯酸聚合物粉末选自聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种，所述聚丙烯酸聚合物粉末的粒径范围为20-200μm。4.根据权利要求2所述的抗生素粉末，主要为可耐高温的抗生素，选自庆大霉素、妥步霉素、万古霉素或克林霉素中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的显影剂选自硫酸钡、氧化锆或硫酸锶，如权利要求2所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯或过氧化甲乙酮。6.根据权利要求2所述的丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯;阻聚剂选自氢醌、氢醌单甲醚或对苯二酚;活化剂包括N-N-二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝刘男，杨瑞，周华溢，刘恒，
申请(专利权)人：上海尚融生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31