改性PMMA骨水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性PMMA骨水泥及其制备方法，其中，改性PMMA骨水泥包括粉剂、磷酸镁陶瓷纤维和液剂，以磷酸镁陶瓷纤维和所述粉剂的总质量为100％，磷酸镁陶瓷纤维质量占比20％～40％，粉剂质量占比60％～80％，其中，粉剂主要包括聚甲基丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酰；液剂主要包括甲基丙烯酸甲酯。本发明专利技术的改性PMMA骨水泥的制备方法主要包括，使用静电纺丝法制备磷酸镁陶瓷纤维，将聚甲基丙烯酸甲酯、过氧化苯甲酰、显影剂、分散剂和表面活性剂混合为粉剂和将甲基丙烯酸甲酯和二甲基对甲苯胺混合为液剂，最后将磷酸镁陶瓷纤维与粉剂混合均匀后加入液剂即完成制备。本发明专利技术的改性PMMA骨水泥具有韧性高和抗压强度大的优点，并且具有生物活性。物活性。物活性。

【技术实现步骤摘要】
改性PMMA骨水泥及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，尤其涉及一种改性PMMA骨水泥及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)是目前骨科临床手术中普遍应用的一种骨填充和粘结材料，其具有优良的可塑性、生物安全性和力学强度，被广泛应用于椎体成形术和关节置换术中。但是，PMMA骨水泥属于生物惰性材料，没有生物活性和不可降解，凝固聚合过程放热温度过高和单体细胞毒性限制其进一步的发展。为了提高PMMA骨水泥的生物活性，可以通过向PMMA中添加活性组分，例如：专利CN201410541808.0公开了一种具有诱导成骨功能的镁黄长石/PMMA复合骨水泥及其制备方法，高含量的镁黄长石粉体，不仅保持了骨水泥良好的力学性能，降低了聚合温度，还提高了骨水泥的生物活性和生物相容性，因含有元素镁和硅还可以主动诱导成骨。但是镁黄长石陶瓷颗粒的加入会导致PMMA高分子骨水泥的塑性降低、脆性增加，这不利于PMMA骨水泥的生物力学性能。
[0003]生物活性陶瓷具有良好的生物活性被广泛用于人工骨、人工关节和人工种植牙等，部分生物活性陶瓷具有生物降解吸收的特点，可以在生物体内诱发新生骨的生长。但是生物活性陶瓷的力学强度差，陶瓷的脆性限制了其在人体承重部位的应用。例如：专利CN201910472814.8公开了一种磷酸镁生物陶瓷功能梯度骨再生支架的制作方法，通过3D打印技术，以磷酸镁(MgP)生物陶瓷为支架制备出功能梯度支架材料用于骨缺损的再生修复，多孔支架可以起到促进骨缺损再生修复的作用。但是，磷酸镁生物陶瓷的脆性导致其无法用于承重部位，并且随着降解其力学强度失效，严重影响其生物功能的发挥。
[0004]因此，有待于开发一种新的改性PMMA骨水泥，以期改克服现有PMMA骨水泥以及其改性骨水泥的不足之处。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术专利目的在于改进现有PMMA骨水泥的脆性以及强度不够的缺陷，从而能够增强PMMA骨水泥的韧性。
[0006]本专利技术的解决方案为，提供一种改性PMMA骨水泥，其包括粉剂、磷酸镁陶瓷纤维和液剂，以所述磷酸镁陶瓷纤维和所述粉剂的总质量为100％，所述磷酸镁陶瓷纤维质量占比20％～40％，所述粉剂质量占比60％～80％，其中，所述粉剂主要包括聚甲基丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酰；所述液剂主要包括甲基丙烯酸甲酯。
[0007]较佳的，如前述的改性PMMA骨水泥，其中，所述磷酸镁陶瓷纤维质量占比为30％或40％。
[0008]较佳的，如前述的改性PMMA骨水泥，其中，所述粉剂进一步包括显影剂、分散剂和表面活性剂，所述粉剂的各成分重量占比为：聚甲基丙烯酸甲酯65～75wt％、过氧化苯甲酰5～15wt％、显影剂5～10wt％、分散剂3～5wt％和表面活性剂3～5wt％；所述液剂进一步包
括二甲基对甲苯胺，所述液剂各成分重量占比为：甲基丙烯酸甲酯93～97wt％和二甲基对甲苯胺3～7wt％。
[0009]较佳的，如前述的改性PMMA骨水泥，其中，所述磷酸镁陶瓷纤维表面多孔，纤维直径50～300nm，纤维长度1～3μm。
[0010]较佳的，如前述的改性PMMA骨水泥，其中，所述粉剂和所述磷酸镁陶瓷纤维的总质量与所述液剂的质量之比为2∶1。
[0011]本专利技术另提供一种制备前述的改性PMMA骨水泥的制备方法，其包括以下步骤：
[0012]S1：通过静电纺丝法制备所述磷酸镁陶瓷纤维，包括有以下分步骤：
[0013]S11：将以下成分按照质量百分比配置为静电纺丝液：硝酸镁(Mg(NO3)250％～60％、磷酸二氢钾5％～10％、磷酸二氢钠5％～10％、去离子水5％～10％和聚乙烯吡咯烷酮5％～10％；
[0014]S12：将S11步骤配置出的静电纺丝液搅拌60分钟，搅拌温度为60℃，搅拌转速为100～800r/min，其PH值控制在8～10之间；
[0015]S13：将S12步骤制备的静电纺丝液进行喷丝，收集所述喷丝即为磷酸镁陶瓷纳米纤维，其中所述静电纺丝液的pH值控制在8～10之间；
[0016]S14：将S13步骤的磷酸镁陶瓷纳米纤维进行高温烧结，其中烧结温度为600～1100℃，烧结时间3～6h。
[0017]S2：按照以下粉末组成和重量占比配置所述粉剂：聚甲基丙烯酸甲酯65～75wt％、过氧化苯甲酰5～15wt％、显影剂5～10wt％、分散剂3～5wt％和表面活性剂3～5wt％；
[0018]S3：按照以下成分组成和重量占比配置所述液剂：甲基丙烯酸甲酯93～97wt％和二甲基对甲苯胺3～7wt％；
[0019]S4：将S1步骤制备的磷酸镁陶瓷纤维和S2步骤制备的粉剂混合搅拌均匀，然后加入S3步骤制备的液剂，搅拌时间为5至15分钟。
[0020]较佳的，如前述的制备方法，其中，所述显影剂为氧化锆、所述分散剂为海藻酸钠、所述表面活性剂为羧甲基纤维素钠。
[0021]较佳的，如前述的制备方法，其中，所述硝酸镁、所述磷酸二氢钾和所述磷酸二氢钠的纯度均≥99％，所述聚乙烯吡咯烷酮的K值为30且其相对分子质量为40000。
[0022]本专利技术的有益效果在于，本专利技术的改性PMMA骨水泥同时具有优良生物活性和力学性能，并且所加入的磷酸镁陶瓷纤维具有多孔结构、较高的比表面积和生物活性，能够充分发挥陶瓷纤维的增韧效果，克服PMMA骨水泥的脆性大和强度低的缺点。
附图说明
[0023]图1为传统的PMMA骨水泥以及具有不同含量的磷酸镁陶瓷纳米纤维的改性PMMA骨水泥抗压强度测试结果示意图。
具体实施方式
[0024]以下配合说明书附图及本专利技术的较佳实施例，进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段。
[0025]本专利技术涉及一种改性PMMA骨水泥，以下将具体以一种磷酸镁陶瓷纤维改性PMMA骨
水泥及其制备方法为例进行详细说明。
[0026]实施例
[0027]本实施例中，PMMA改性骨水泥包括有粉剂、液剂和均匀混合于其中的磷酸镁陶瓷纤维。其中，粉剂和磷酸镁陶瓷纤维的总重量与液剂的重量之比为2∶1。并且，以粉剂和磷酸镁陶瓷纤维的总质量为100％，其中，磷酸镁陶瓷纤维质量占比20％～40％，PMMA骨水泥质量占比60％～80％。
[0028]本实施例中，粉剂包括有以下按照重量份计算的成分：聚甲基丙烯酸甲酯65～75wt％、过氧化苯甲酰5～15wt％、显影剂5～10wt％、分散剂3～5wt％、表面活性剂3～5wt％。其中，在本实施例中，显影剂优选氧化锆、分散剂优选海藻酸钠和表面活性剂优选羧甲基纤维素钠，具体并不以此为限，也可以选择其他的显影剂、分散剂或表面活性剂。液剂包括有以下按照重量份计算的成分：甲基丙烯酸甲酯(MMA，93～97wt％)和二甲基对甲苯胺(DMPT，3～7wt％)。
[0029]磷酸镁陶瓷纤维优选磷酸镁陶瓷纳米纤维，其纤维直径为50～300n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性PMMA骨水泥，其特征在于，包括粉剂、磷酸镁陶瓷纤维和液剂，以所述磷酸镁陶瓷纤维和所述粉剂的总质量为100％，所述磷酸镁陶瓷纤维质量占比20％～40％，所述粉剂质量占比60％～80％，其中，所述粉剂主要包括聚甲基丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酰；所述液剂主要包括甲基丙烯酸甲酯。2.如权利要求1所述的改性PMMA骨水泥，其特征在于，所述磷酸镁陶瓷纤维质量占比为30％或40％。3.如权利要求1所述的改性PMMA骨水泥，其特征在于，所述粉剂进一步包括显影剂、分散剂和表面活性剂，所述粉剂的各成分重量占比为：聚甲基丙烯酸甲酯65～75wt％、过氧化苯甲酰5～15wt％、显影剂5～10wt％、分散剂3～5wt％和表面活性剂3～5wt％；所述液剂进一步包括二甲基对甲苯胺，所述液剂各成分重量占比为：甲基丙烯酸甲酯93～97wt％和二甲基对甲苯胺3～7wt％。4.如权利要求1所述的改性PMMA骨水泥，其特征在于，所述磷酸镁陶瓷纤维通过静电纺丝法制备，其表面多孔，纤维直径50～300nm，纤维长度1～3μm。5.如权利要求1所述的改性PMMA骨水泥，其特征在于，所述粉剂和所述磷酸镁陶瓷纤维的总质量与所述液剂的质量之比为2∶1。6.一种制备如权利要求3至5中任一项所述的改性PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过静电纺丝法制备所述磷酸镁陶瓷纤维，包括有以下分步骤：S11：将以下成分按照质量百分比配...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玮，宫海波，肖杰，
申请(专利权)人：苏州卓恰医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：