一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及医学生物材料技术领域，提供了一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥及其制备方法，包括以下质量比的组分的粉体：磷酸盐组合物36

【技术实现步骤摘要】
一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥及其制备方法


[0001]本专利技术属于医学生物材料
，具体涉及一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人口老龄化、中、青年创伤的增加，由外伤、骨肿瘤、车祸、先天性疾病等导致的骨缺损问题逐步凸显，一直困扰和影响着人类健康。骨缺损易造成骨不连接、延迟愈合甚至不愈合，以及局部功能障碍，需要大量优质骨移植材料以供临床修。骨修复材料成为临床需求量最大的生物医用材料之一。每年的骨组织缺损患者有数百万人，其中自体骨移植因其优异的成骨诱导性、无免疫排斥反应而成为金标准，但其来源有限，二次手术也易带来其他风险；同种异体移植虽来源更广，但存在病原传播和免疫原性问题，因此，人工骨修复材料由于其来源不受限、可对机体组织进行修复与再生、可不断改进等优势，受到研究学者的广泛关注。
[0003]磷酸镁骨水泥(Magnesium phosphate bone cement，MPBC)主要由氧化镁(MgO)、磷酸盐、固化液按一定比例配制而成。由于其凝结时间可控、早期强度较高、固化产物具有胶黏性能和微膨胀性能，而广泛应用于骨折粘结固定及骨缺损填充修复等领域，骨修复过程是生物材料在植入前期承受载荷，而后逐渐降解,期间伴随着新骨的不断生成，并逐渐发挥力学及生物学功能的过程。骨缺损的修复速率与缺损部位、缺损尺寸大小以及患者个体差异均有很大联系，修复时间长达数月乃至更久。
[0004]骨修复材料开发所面临的关键问题是：1）如何加速骨的愈合；2）如何解决降解成分在局部异常增多，产生毒性，引起组织慢性炎症问题。例如，国外上市的磷酸镁骨水泥（商品名osteocrete)在一项动物研究中(J Hand Surg Am.2009;34(6):1066
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1073)，组织学分析表明，这种材料作为异物能引起组织慢性炎症，而且这种相对差的生物相容性表现是导致该材料没有达到预期治疗效果的原因。
[0005]来自动物和临床的组织学和放射学证据表明目前在临床使用的骨填充材料所引起的骨性连接都是经膜内化骨和软骨内化骨两种成骨方式结合并伴随大量软骨痂形成来进行的。这种骨形成过程相当于骨折的二期愈合，也被称作间接愈合或自然愈合。与此相对是骨折一期愈合，是指通过直接成骨和骨单位重建来达到骨性连接，很少有软骨痂形成，是在人为的干扰下的快速骨愈合过程。因此，使骨修复材料引起的骨形成过程从二期愈合向一期愈合转化无疑是加速骨愈合的方案。

技术实现思路

[0006]针对目前的骨修复材料存在的如何加速骨愈合及解决降解成分在局部异常增多，产生毒性，引起组织慢性炎症的问题，本专利技术的目的在于提供一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥及其制备方法。
[0007]本专利技术一方面提供了一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥，包括以下质量
比的组分的粉体：磷酸盐组合物 36
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75%；氧化镁
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18
‑
50%；促修复组合物 1.5
‑
35%；所述促修复组合物用于螯合钾离子和镁离子并诱导骨细胞向成骨细胞分化。
[0008]进一步，所述磷酸盐组合物由磷酸二氢钾和磷酸二氢钠组成，所述磷酸二氢钾和磷酸二氢钠的质量比例为（35
‑
60）:（1
‑
15）。
[0009]进一步，所述促修复组合物包括天冬氨酸和脂质；所述天冬氨酸和脂质的重量比为（1
‑
10）:（0.5
‑
15），所述脂质包括脂肪酸和脂肪酸盐。
[0010]促修复组合物能够在骨愈合过程为骨干细胞提供脂质，促进骨干细胞分化为成骨细胞；天冬氨酸能够促进降解成分钾离子和镁离子向细胞内转运，降低细胞外这两种离子的游离浓度，避免局部PH过高，增强材料的生物相容性，脂质和天冬氨酸共同作用改善骨愈合环境，促进骨干细胞分化。
[0011]进一步，所述脂肪酸是软脂酸或硬脂酸中的一种，所述脂肪酸盐是所述脂肪酸的钙盐。
[0012]进一步，所述促修复组合物还包括羟基磷灰石；所述天冬氨酸、脂质和羟基磷灰石的重量比为（1
‑
10）:（0.5
‑
15）:（0.5
‑
10）。
[0013]羟基磷灰石能够促进破骨细胞的粘附，加速材料的降解。
[0014]进一步，所述促修复组合物由天冬氨酸、硬脂酸钙和羟基磷灰石组成。
[0015]进一步，所述促修复组合物占粉体质量的最优比为12%另一方面提供了一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥的制备方法，包括以下步骤：（1）制备促修复组合物；（2）将步骤（1）制备的促修复组合物与磷酸盐组合物、氧化镁混合制备磷酸镁骨水泥粉体；（3）将步骤（2）制备的磷酸镁骨水泥粉体按照固液质量比为1:0.25的比例与液剂混合搅拌，得到骨水泥浆体。
[0016]进一步，所述促修复组合物包括天冬氨酸、硬脂酸钙和羟基磷灰石，所述天冬氨酸、硬脂酸钙和羟基磷灰石的重量比为4:5:3。
[0017]进一步，所述液剂为去离子水、生理盐水或磷酸溶液中的一种或多种。
[0018]本专利技术的优点在于：本专利技术通过添加促修复组合物能够在骨愈合过程为骨干细胞提供脂质，促进骨干细胞分化为成骨细胞；天冬氨酸能够促进降解成分钾离子和镁离子向细胞内转运，降低细胞外这两种离子的游离浓度，避免局部PH过高，增强材料的生物相容性；羟基磷灰石能够促进破骨细胞的粘附，具有引导作用，骨细胞能够吸附在骨水泥材料内部，加速材料的降解，脂质、天冬氨酸和羟基磷灰石共同作用改善骨愈合环境，促进骨干细胞分化，使磷酸镁骨水泥的降解速率与新骨生长速率匹配，避免形成围绕材料的骨性包壳导致的骨缺损修复效率低的问题。
附图说明
[0019]图1是实施例2的失重率曲线图；图2是实施例3中的实验例1植入胫骨时的照片；图3是实施例3中的对照例植入胫骨第12周的照片；图4是实施例3中的实验例1植入胫骨第12周的照片；图5是实施例3中的实验例1和对照例植入部位第12周的micro
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CT扫描；图6是实施例3中的实验例1和对照例植入部位第12周的HE染色显微镜4x观察图；图7是实施例3中的实验例1和对照例植入部位第12周的软骨染色显微镜40x观察图。
具体实施方式
[0020]下面通过具体实施对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0021]实施例1制备提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥实验例1：磷酸镁骨水泥的粉体包括41%的氧化镁，44%的磷酸二氢钾，3%的磷酸二氢钠，12%的促修复组合物，促修复组合物由羟基磷灰石、硬脂酸钙，和天冬氨酸组成，羟基磷灰石、硬脂酸钙，和天冬氨酸的添加比例为3:5:4。
[0022]实验例2：与实验例1不同的是促修复组合物由硬脂酸钙和天冬氨酸组成，硬脂酸钙和天冬氨酸的添加比例为5:4。
[0023]将实验例1和实验例2的粉体按照以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥，其特征在于，包括以下质量比的组分的粉体：磷酸盐组合物 36
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75%；氧化镁
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18
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50%；促修复组合物 1.5
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35%；所述促修复组合物用于螯合钾离子和镁离子并诱导骨细胞向成骨细胞分化；所述促修复组合物包括天冬氨酸和脂质，所述脂质包括脂肪酸和脂肪酸盐。2.根据权利要求1所述的一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述磷酸盐组合物由磷酸二氢钾和磷酸二氢钠组成，所述磷酸二氢钾和磷酸二氢钠的质量比例为（35
‑
60）:（1
‑
15）。3.根据权利要求2所述的一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述天冬氨酸和脂质的重量比为（1
‑
10）:（0.5
‑
15）。4.根据权利要求3所述的一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述脂肪酸是软脂酸或硬脂酸中的一种，所述脂肪酸盐是所述脂肪酸的钙盐。5.根据权利要求4所述的一种提供促进骨再生微环境的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述促修复组合物还包括羟基磷灰石；所述天冬...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩大庆，毕宏伟，金凤，
申请(专利权)人：天津市镁诺生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：