一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途，属于生物医用材料领域。该抗感染功能增强型抗生素骨水泥包含以下三个组分：聚酯类嵌段共聚物，骨水泥粉末，骨水泥液体。与未添加聚酯类嵌段共聚物的抗生素骨水泥相比，本发明专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥能够明显提高抗生素的累计释放量，并实现抗生素的长效缓慢释放；与未添加聚酯类嵌段共聚物的抗生素骨水泥相比，本发明专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥还能够明显提高长效抗菌性能。本发明专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥生物相容性好，制备方法简单，原料易得，在制备抗骨关节感染的生物医用材料中具有良好的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]骨关节感染是骨科手术中一种灾难性的并发症，是由各种病原微生物引起的骨骼肌肉系统感染，通常由开放性骨折、手术时的直接接种、邻近部位感染的蔓延或继发于其他感染源的血行播撒所致。金黄色葡萄球菌是骨关节感染最主要的致病菌之一。常见的骨关节感染包括骨髓炎、感染性关节炎以及骨科植入物相关的感染，这些感染常常迁延难愈且复发风险高，给患者生活带来了极大的困扰。尽管目前已经采取了广泛的预防措施，例如采用抗生素和细致完善的无菌手术过程，但骨关节感染的发病率仍为1
‑
2%，并且在全球人口老龄化的情况下会持续上升。因此，需要一种有效的解决方案来预防和治疗这种并发症。
[0003]骨水泥是一种用于填充骨与植入物间隙或骨腔并具有自凝特性的生物材料。聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)骨水泥是一种有机聚合物，与其它抗生素载体相比具有良好的可塑性、稳定性和空间占位能力，是目前临床上最常用的抗生素载体。Buchholz、Engelbrecht等提出，通过在PMMA骨水泥中加入抗生素后混合而成的抗生素骨水泥作为一种稳定的抗生素缓释系统，在其固化之前可以根据临床需求将其制备成各种形状的占位器，将其植入体内后可以为局部感染提供抗生素，从而达到预防和治疗局部感染的目的。在目前的临床实践中，局部应用抗生素骨水泥是用于预防和治疗骨关节感染的常用手段。但是这种方法仍然存在局限性：对于目前的抗生素骨水泥，抗生素在初始时间段释放极快，然后在接下来的6
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8周内持续缓慢释放，累计释放的量较低，最终只有约10%的抗生素被释放，其余的抗生素都被锁在了骨水泥中。因此，为了提高抗生素的累计释放量，实现抗生素的长效缓慢释放，提高抗生素骨水泥的抗菌性能，需要研发出一种抗感染功能增强的抗生素骨水泥。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途。
[0005]本专利技术提供了一种抗生素骨水泥，它包含以下三个组分：组分1：聚酯类嵌段共聚物，所述聚酯类嵌段共聚物由亲水性嵌段和疏水性嵌段组成，其中疏水性嵌段的质量占比为80%
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100%；所述亲水性嵌段为聚乙二醇，所述疏水性嵌段为聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸中的一种或两种；组分2：骨水泥粉末，所述骨水泥粉末中包含抗生素或其盐、抗生素载体和引发剂；组分3：骨水泥液体，所述骨水泥液体中包含抗生素载体的单体。
[0006]进一步地，所述聚酯类嵌段共聚物的数均分子量为1000
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1000000道尔顿；所述骨水泥粉末中包含以下质量分数的成分：抗生素或其盐4%
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5%，甲基丙烯酸甲
酯/丙烯酸甲酯共聚物 80%
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81%，引发剂0.5%
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1.5%，显影剂14%
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15%；所述骨水泥液体中包含以下质量分数的成分：甲基丙烯酸甲酯95%
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99%，促进剂0
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5%，阻滞剂1ppm
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100ppm。
[0007]进一步地，所述聚酯类嵌段共聚物是由聚乙二醇和聚乳酸组成的无规或有规嵌段共聚物，其中，聚乙二醇的质量占比为20%，聚乳酸的质量占比为80%；或，所述聚酯类嵌段共聚物是由聚乳酸和聚己内酯组成的无规或有规嵌段共聚物，其中，聚乳酸的质量占比为70%，聚己内酯的质量占比为30%；或，所述聚酯类嵌段共聚物是由聚乳酸和聚乙醇酸组成的无规或有规嵌段共聚物，其中，聚乳酸的质量占比为80%，聚乙醇酸的质量占比为20%。
[0008]进一步地，所述聚酯类嵌段共聚物的数均分子量为10000
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50000道尔顿；所述抗生素为庆大霉素；所述抗生素载体为丙烯酸酯类聚合物；所述引发剂为过氧化苯甲酰；所述显影剂为二氧化锆；所述抗生素载体的单体为丙烯酸酯类单体；所述促进剂为N,N
‑
二甲基
‑
P
‑
甲苯胺；所述阻滞剂为对苯二酚。
[0009]进一步地，所述丙烯酸酯类聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯共聚物；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯。
[0010]进一步地，所述组分1的质量占三个组分总质量的0.1%
‑
20%；所述骨水泥粉末和骨水泥液体的质量比为40：（15
‑
25）。
[0011]进一步地，所述组分1的质量占三个组分总质量的3%
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5%；所述骨水泥粉末和骨水泥液体的质量比为40：（18
‑
19）。
[0012]本专利技术还提供了一种生物医用材料，它是由上述抗生素骨水泥制备而成的。
[0013]本专利技术还提供了一种制备上述生物医用材料的方法，所述方法包括以下步骤：将聚酯类嵌段共聚物与骨水泥液体混合均匀，加入骨水泥粉末，混合均匀，固化，即得。
[0014]本专利技术还提供了上述抗生素骨水泥在制备抗感染的生物医用材料中的用途。
[0015]进一步地，所述感染为骨关节感染。
[0016]本专利技术以聚酯类嵌段共聚物作为添加剂，提供了一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥。与现有技术相比，本专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥具有以下有益效果：1.本专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥在固化过程中，由于聚酯类嵌段共聚物与骨水泥中的其它成分存在一定的相分离特征，导致骨水泥的孔隙率升高，有利于提高抗生素的释放量。
[0017]2.随着聚酯类嵌段聚合物的缓慢降解吸收，骨水泥中的孔隙率再次缓慢升高，锁在骨水泥内部的抗生素可以逐渐释放出来，有利于实现抗生素的持续释放，进而实现长期有效的抗感染功能。
[0018]3.本专利技术的实验验证了与未添加聚酯类嵌段共聚物的抗生素骨水泥相比，本专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥能够明显提高抗生素的累计释放量，并实现抗生素的长效缓慢释放。
[0019]4.本专利技术的实验还验证了与未添加聚酯类嵌段共聚物的抗生素骨水泥相比，本发
明的抗感染功能增强型抗生素骨水泥的长效抗菌性能明显提高。
[0020]5. 本专利技术的抗感染功能增强型抗生素骨水泥的生物相容性好，制备方法简单，原料易得，在制备抗骨关节感染的生物医用材料中具有良好的应用前景。
[0021]显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0022]以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗生素骨水泥，其特征在于，它包含以下三个组分：组分1：聚酯类嵌段共聚物，所述聚酯类嵌段共聚物由亲水性嵌段和疏水性嵌段组成，其中疏水性嵌段的质量占比为80%
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100%；所述亲水性嵌段为聚乙二醇，所述疏水性嵌段为聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸中的一种或两种；组分2：骨水泥粉末，所述骨水泥粉末中包含抗生素或其盐、抗生素载体和引发剂；组分3：骨水泥液体，所述骨水泥液体中包含抗生素载体的单体。2.根据权利要求1所述的抗生素骨水泥，其特征在于，所述聚酯类嵌段共聚物的数均分子量为1000
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1000000道尔顿；所述骨水泥粉末中包含以下质量分数的成分：抗生素或其盐4%
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5%，甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯共聚物 80%
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81%，引发剂0.5%
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1.5%，显影剂14%
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15%；所述骨水泥液体中包含以下质量分数的成分：甲基丙烯酸甲酯95%
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99%，促进剂0
‑
5%，阻滞剂1ppm
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100ppm。3.根据权利要求2所述的抗生素骨水泥，其特征在于，所述聚酯类嵌段共聚物是由聚乙二醇和聚乳酸组成的无规或有规嵌段共聚物，其中，聚乙二醇的质量占比为20%，聚乳酸的质量占比为80%；或，所述聚酯类嵌段共聚物是由聚乳酸和聚己内酯组成的无规或有规嵌段共聚物，其中，聚乳酸的质量占比为70%，聚己内酯的质量占比为30%；或，所述聚酯类嵌段共聚物是由聚乳酸和聚乙醇酸组成的无规或有规嵌段共聚物，其中，聚乳酸的质量占比为80%，聚乙醇酸的质量占比为20%；所述聚酯类嵌段共聚物的数均分子量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡钦胜，安晶晶，汪丽英，聂涌，黄石书，白阳静，刘公岩，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：发明
国别省市：