一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥及其制备方法和应用，属于骨水泥技术领域。所述可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥由包括PLGA

【技术实现步骤摘要】
一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及骨水泥
，特别涉及一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]骨质疏松性腰背痛及骨质疏松椎体压缩性骨折严重影响老年人的身体健康。椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)是临床上治疗椎体骨折的常用微创术式。钙硅基骨水泥(calcium silicate bone cements，CSCs)在生物相容性、骨传导与诱导成骨方面有着优异的性能，在椎体成形术及骨缺损填充材料等领域有着广阔的前景。但在初步应用中仍然存在一些问题，包括降解速率过慢、注射性差、抗溃散性不佳等。
[0003]目前，钙硅基骨水泥相关的研究对于医学领域而言，最受关注的内容是它和其他材料的复合应用，以进一步提升骨水泥各方面的性能，从而在骨科临床应用中发挥更大作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥及其制备方法和应用。本专利技术从骨质疏松椎体的生物力学特性出发，将硅酸三钙、硅酸二钙与半水硫酸钙比例复合，设计出钙硅基复合骨水泥。同时利用聚乳酸
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羟基乙酸
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聚乙二醇
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聚乳酸
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羟基乙酸(PLGA
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PEG
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PLGA)三嵌段聚合物温敏水凝胶相变的特点，将 PLGA
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PEG
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PLGA水凝胶稀释后作为固化液，与钙硅基骨水泥粉体混合，制备水凝胶
‑ꢀ
硅酸三钙/硅酸二钙/半水硫酸钙(PLGA
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PEG
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PLGA/C3S/C2S/POP)复合体系骨水泥。旨在解决其与松质骨弹性模量不匹配、注射性差、抗溃散性不理想以及降解速率与新骨长入不匹配等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]本专利技术技术方案之一：一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥，包括液相组分和固相组分，所述液相组分和所述固相组分的液固比为0.3～1mL/g；
[0007]所述液相组分为PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液；
[0008]所述固相组分为硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙的复合粉体。
[0009]优选地，所述PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液的中 PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶的体积分数为10～70％。
[0010]优选地，所述硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙的质量比为4:1:2。
[0011]优选地，所述硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙均为过300目筛的粉体。
[0012]优选的，所述硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙的复合粉体由硅酸三钙粉体、硅酸二钙粉体和半水硫酸钙粉体混合后球磨12h制得。
[0013]优选地，所述PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液中 PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶的制备步骤包括：以PEG(聚乙二醇)为引发剂，在惰性氛围下
加入乙交酯单体和丙交酯单体，在催化剂的作用下反应生成 PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶。
[0014]优选地，所述PEG的分子量为1000；所述PEG、乙交酯单体和丙交酯单体的摩尔比为(0.33～0.35):1:2.7；所述催化剂为辛酸亚锡；所述反应的温度为150℃。
[0015]优选地，所述硅酸三钙的制备步骤包括：将正硅酸四乙酯添加到硝酸溶液中，搅拌使正硅酸四乙酯溶解，加入硝酸钙，继续搅拌，待溶液澄清后进行凝胶化处理，再将所得凝胶煅烧，制得硅酸三钙。
[0016]更优选地，所述硝酸溶液的pH值为1.1～1.8；所述正硅酸四乙酯与硝酸溶液的摩尔量与体积之比为0.5mol:0.2L；所述凝胶化的条件为在60℃下放置24h；所述煅烧的温度为1450℃，时间为8h。
[0017]更优选地，所述凝胶在煅烧前还包含热处理步骤，其中热处理的温度为120℃，时间48h。
[0018]优选地，所述硅酸二钙的制备步骤包括：向硝酸钙溶液中加入碳酸钠溶液和硅酸钠溶液，反应过程中实时控制pH值不变，反应完成后将所得沉淀物干燥后煅烧，即制得硅酸二钙。
[0019]更优选地，所述硝酸钙溶液的浓度为1mol/L，pH值为12，碳酸钠溶液的浓度为 1mol/L，硅酸钠溶液的浓度为1mol/L；所述硅酸钠溶液、硝酸钙溶液和碳酸钠溶液的体积比是1:3:2；反应过程中利用氨水实时调节pH为12；所述干燥的条件为先于60℃干燥24h，再于120℃干燥24h；所述煅烧的温度为1000℃，时间为3h。
[0020]更优选地，所述沉淀物干燥前还包含清洗步骤，所用清洗液为无水乙醇和去离子水。
[0021]优选地，所述半水硫酸钙的制备步骤包括：将二水硫酸钙置于150℃干燥12h，再于60℃放置6h，即制得半水硫酸钙。
[0022]本专利技术技术方案之二：提供一种上述可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥的制备方法，步骤包括：将所述PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液与所述硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙的复合粉体混合，搅拌均匀，即制得可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥。
[0023]本专利技术技术方案之三：提供一种上述可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥在制备骨移植替代材料中的应用。
[0024]本专利技术的有益技术效果如下：
[0025]本专利技术通过在水泥中添加PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶高分子之后，经过反应生成一种立体交叉网络结构，使C3S/C2S/POP间的黏聚性得到强化，孔隙率进一步降低，进而，对钙硅基骨水泥的抗溃散性、可注射性和降解性起到提升作用。对于骨水泥的液相，PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶高分子与Ca
2+
反应，产生网络状支架结构，进一步增加了骨水泥的强度。
[0026]本专利技术引入的可降解PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶常温下(30℃以下) 会增加钙硅基骨水泥的固化时间，但在37℃的生理条件下，固化时间又明显降低，与未添加水凝胶组无明显差异，比较符合实际临床操作。
附图说明
[0027]图1为实施例1制备的PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶表征图，其中A 为核本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥，其特征在于，包括液相组分和固相组分，所述液相组分和所述固相组分的液固比为0.3～1mL/g；所述液相组分为PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液；所述固相组分为硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙的复合粉体。2.根据权利要求1所述的可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥，其特征在于，所述PLGA
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液的中PLGA
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PEG
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶的体积分数为10～70％。3.根据权利要求1所述的可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥，其特征在于，所述硅酸三钙、硅酸二钙和半水硫酸钙的质量比为4:1:2。4.根据权利要求1所述的可降解温敏水凝胶复合钙硅基骨水泥，其特征在于，所述PLGA
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶水分散液中PLGA
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶的制备步骤包括：以PEG为引发剂，在惰性氛围下加入乙交酯单体和丙交酯单体，在催化剂的作用下反应生成PLGA
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PLGA三嵌段聚合物温敏水凝胶。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：许国华，郭超，刘佳，鲍小刚，刘一飞，牛东阳，齐军强，肖冰，王浩田，
申请(专利权)人：上海长征医院，
类型：发明
国别省市：