骨修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种骨修复材料及其制备方法和应用。原料组合物包含下述组分：氧化镁、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠和缺钙羟基磷灰石。氧化镁、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠骨水泥粉的摩尔比为6：1：4、5：1：3或3：1：1，其中缺钙羟基磷灰石占总质量的20%。骨水泥的固化液为EGCG水溶液，浓度为120µmol/L。所载的药为去铁胺。本发明专利技术骨修复材料的制备方法简单易行；凝固时间适宜，具有很好的生物相容性、成骨性和降解性，能促进成骨细胞的粘附、增殖和分化，可刺激细胞生长，刺激成骨细胞向骨细胞分化；其可直接注射进骨缺损处。

【技术实现步骤摘要】
骨修复材料及其制备方法
本专利技术涉及医学生物材料领域，尤其涉及一种骨修复材料及其制备方法。
技术介绍
随着人口老龄化，中、青年创伤的增加，骨修复材料成为临床需求量最大的生物医用材料之一。生物活性陶瓷作为骨填充、修复材料已经在临床上大量应用，但由于这些材料都是高温烧结后的块状或颗粒状，不具有可塑性。医生在手术过程中无法按照病人骨缺损部位任意塑型，而且不能完全充填异形骨空穴。另一方面，人工关节的固定、不稳定性骨折的内固定等同样也需要一种新的生物医用材料。因此，一种新型的生物材料－骨水泥成为了人们关注的热点。骨水泥最大特点是固定快，术后早期就可以下地进行康复活动。可注射骨水泥治疗骨质疏松骨折缺损：采用微创手术治疗骨质疏松骨折缺损（经皮下注射骨水泥到骨折缺损部位）显示出了很好的疗效，并已广泛应用于临床。生物骨水泥在发展过程中形成了两大体系：生物相容性较差的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(polymethyImethacrylatecement,PMMA)和生物相容性良好的磷酸钙骨水泥(CalciumPhosphateCement,CPC)。PMMA骨水泥：以聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(polymethyImethacrylatecement,PMMA)，为代表的传统丙烯酸酯类骨水泥是一种由粉剂和液剂组成的室温自凝粘结剂。但PMMA属于生物惰性材料，不能与宿主骨组织形成有机的化学界面结合，另外凝固聚合过程中产生热量、单体的细胞毒性作用、可操作时间有限等不足也限制了其临床应用。CPC骨水泥：磷酸钙骨水泥最早由美国的Brown和Chow于20世纪80年代提出。CPC是由一种或几种磷酸钙盐粉末的混合物与调和用的液相发生水化发应，在生理条件下能自固化，如：在温度(37℃)、湿度(100%)条件下发生水化反应得到与人体骨组织相近的固化产物－羟基磷灰石或透钙磷灰石，因此具有一定的可降解性和良好的生物相容性。作为一种骨修复材料，无机磷酸盐骨水泥具有良好的骨修复效果，并且能注射入人体骨缺损处。此外，还进一步开发了硫酸钙骨水泥(CSC)、磷酸钙镁骨水泥等，作为骨修复材料。然而，目前临床应用的骨水泥都存在自身难以克服的缺点：如PMMA存在聚热反应，无骨传导作用，不能降解吸收等；CPC固化时间较长，力学强度低，降解速度慢；CSC脆性大，强度低，降解太快，产生酸性降解产物，导致炎症反应等。此外，骨水泥，例如在填充时偶尔可引起骨髓腔内高压，致使脂肪滴进入血管，引起栓塞。另外，骨水泥毕竟与人体骨骼不同，时间过久，人工关节仍可能发生松动。近年来，已有很多研究者考虑将药物载入骨水泥中以实现修复骨缺损和治疗骨疾病的双重效果。再者，感染是骨科植入物的严重并发症之一，是植入物失败的主要原因。感染会破坏植入材料与骨的骨性结合，而良好的骨性结合也会抑制细菌粘附于材料表面，从而减少感染的发生。综上，本领域还需要一种兼具抗感染和促进骨生长双重功效的植入物，既抑制细菌粘附，同时又促进成骨细胞的粘附和增殖，并且植入体内后可发挥其抗感染功能和提高植入物与宿主骨的骨性结合的材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术中磷酸钙镁骨水泥的固化时间、中后期强度和降解性等仍需进一步优化的缺陷，提供了一种磷酸钙镁基骨修复材料、原料组合物及其制备方法、应用。本专利技术的磷酸钙镁基骨修复材料具有良好的生物相容性、成骨性、抗感染性和抗菌性，能促进成骨细胞的粘附、增殖和分化，抑制细菌感染。该磷酸钙镁基骨修复材料的制备工艺简单易行，可直接注射进骨缺损处，为生物活性骨修复制备提供了重要材料基础。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。第一方面，本专利技术提供了一种骨修复材料组合物，其包含骨水泥组分，其中所述骨水泥组分包含：氧化镁、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠和缺钙羟基磷灰石。在一些实施方式中，所述缺钙羟基磷灰石的粒径为1~20μm，优选为3~5μm。在一些实施方式中，所述氧化镁的粒径为1-20µm，优选为1-10µm，更优选5~10µm。在一些实施方式中，所述磷酸二氢钙、磷酸二氢钠为无机粉末；所述磷酸二氢钙、磷酸二氢钠的粒径为1~50µm，优选为10~20µm。在一些实施方式中，所述缺钙羟基磷灰石钙磷摩尔比为1.50。在一些实施方式中，所述缺钙羟基磷灰石占所述骨水泥组分的20重量%。在一些实施方式中，所述骨水泥组分中，氧化镁、磷酸氢钙、和磷酸二氢钠的摩尔比为约6：1：4、5：1：3或3：1：1，优选地所述摩尔比为3：1：1。在一些实施方式中，所述骨修复材料组合物还包含用于骨修复的药物，所述药物选自促进成骨、抗骨质疏松和抗感染的药物。优选地，所述药物为去铁胺。在一些实施方式中，所述药物负载在缺钙羟基磷灰石上。在其他实施方式中，所述药物与所述骨水泥组分混合。在一些实施方式中，所述骨修复材料组合物还包含固化液。在一些实施方式中，固化液是EGCG水溶液，其中所述EGCG的浓度100~150μmol/L，优选120μmol/L。第二方面，本专利技术提供了一种制备骨修复材料的方法，其包括以下步骤：a)提供骨水泥组分，其中所述骨水泥组分包括：氧化镁、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠和缺钙羟基磷灰石；和b)将所述骨水泥组分与固化液混合，其中所述固化液是EGCG水溶液。在一些实施方式中，所述方法还包括将所述缺钙羟基磷灰石在搅拌下浸渍于用于骨修复的药物溶液中，从而获得负载药物的缺钙羟基磷灰石的步骤，其中所述药物选自促进成骨、抗骨质疏松和抗感染的药物。优选地，所述药物为去铁胺。在一些实施方式中，所述药物溶液的浓度为100~150μmol/L，和/或所述浸渍的时间为0.5~1h。在一些实施方式中，所述方法还包括将用于骨修复的药物与所述骨水泥组分以150mg药物/1000g骨水泥的比例混合，其中所述药物选自促进成骨、抗骨质疏松和抗感染的药物，优选地，所述药物为去铁胺。第三方面，本专利技术提供了一种骨修复材料，其通过本专利技术第二方面的方法制备。第四方面，本专利技术提供了本专利技术第一方面的骨修复材料组合物在制备用于治疗骨科疾病的骨修复材料中的用途。在一些实施方式中，所述骨科疾病选自：骨质疏松症、骨折、全身性骨代谢疾病和骨缺损。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术所用试剂和原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：（1）本专利技术骨修复材料的制备方法简单易行；（2）本专利技术的骨修复材料通过所选的成分组合获得了多方面综合的改进特性，包括：适宜的凝固时间（可为6~10min），很好的生物相容性、成骨性和降解性，能促进成骨细胞的粘附、增殖和分化，可刺激细胞生长，刺激成骨细胞向骨细胞分化，从而为生物活性骨修复的制备提供了重要实验基础；具有优异的体外降解性能、抗压强度和缓释性能；并且可直接注射进骨缺损处。进一步地，负载药物，例如负载去铁胺后的骨修复材料具有一定的抗骨质疏松性能，并且有明显的成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种骨修复材料组合物，其包含骨水泥组分，其中所述骨水泥组分包含：氧化镁、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠和缺钙羟基磷灰石。/n

【技术特征摘要】
1.一种骨修复材料组合物，其包含骨水泥组分，其中所述骨水泥组分包含：氧化镁、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠和缺钙羟基磷灰石。


2.根据权利要求1的骨修复材料组合物，其中所述缺钙羟基磷灰石的粒径为1~20μm，优选为3~5μm；所述氧化镁的粒径为1-20µm，优选为1-10µm，更优选5~10µm；和/或述磷酸二氢钙、磷酸二氢钠的粒径为1~50µm，优选为10~20µm。


3.根据权利要求1或2的骨修复材料组合物，其中所述缺钙羟基磷灰石的钙磷摩尔比为1.50，和/或所述缺钙羟基磷灰石占所述骨水泥组分的20重量%。


4.根据前述权利要求中任一项的骨修复材料组合物，其中所述骨水泥组分中，氧化镁、磷酸氢钙、和磷酸二氢钠的摩尔比为约6：1：4、5：1：3或3：1：1，优选3：1：1。


5.根据前述权利要求中任一项的骨修复材料组合物，其还包含用于骨修复的药物，所述药物选自促进成骨、抗骨质疏松和抗感染的药物，优选地，所述药物为去铁胺。


6.根据前述权利要求5的骨修复材料组合物，其中所述药物负载在缺钙羟基磷灰石上。


7.根据前述权利要求中任一项的骨修复材料组合物，其还包含固化液。


8.根据权利要求7的骨修复材料组合物，其中所述固化液是EGCG水溶液，其中所述EGCG的浓度100~...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏佳灿，胡衍，魏杰，黄标通，
申请(专利权)人：上海蕴邦生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31