本发明专利技术涉及可注射可降解硫酸钙和磷酸钙材料在作为股骨头坏死修复材料中的应用，将硫酸钙按一定比例添引入到磷酸钙骨水泥中，开发出复合硫酸钙的磷酸钙骨水泥，该新型的复合骨水泥综合了硫酸钙和磷酸钙骨水泥的优点，具有很好的降解性和优异的生物相容性，并具有良好的生物活性，作为股骨头坏死修复材料；本发明专利技术用从犬骨髓中提取基质干细胞，与可注射性硫酸钙和磷酸钙骨水泥复合构成可注射可降解硫酸钙和磷酸钙复合干细胞，在治疗股骨头坏死骨缺损区研究表明，材料具有良好的骨传导性，可以加快骨缺损的修复进程，有利于病损骨组织的早期愈合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料作为骨修复材料中的应用，尤其涉及可注射可降解硫酸钙 和磷酸钙材料在作为股骨头坏死修复材料中的应用，属于生物材料领域。
技术介绍
对于有骨传导性能和可注射的生物材料的研究一直是许多研究员所探求的。许 多外科医生的研究兴趣在于如何加速骨缺损的重建。由于出色的生物相容性和生物活性，首先磷酸钙骨水泥成为许多骨科和牙科生 物医用材料的研究对象。研究出现了多个磷酸钙骨水泥配方，大多数配方最终结果都会 生成羟基磷灰石。虽然磷酸钙骨水泥表现出良好的生物相容性和足够的机械性能，但它 们在体内的吸收速率太低。现市场上出售的磷酸钙骨水泥都太稳定，以至于不能在有限 的时间里降解，让骨长入其中，至少在最初的几年不能。能被活体骨取代的生物材料在 今天的重建手术中更被重视，这种材料可以避免许多麻烦比如炎症、硬度、疼痛以及细 菌侵入。为了保证新骨组织长入缺损处，且加速骨组织的形成，植入骨水泥的吸收和降 解性是非常必要的。硫酸钙被用于骨替代材料已经超过100年，且已经被证明是安全和生物相容 的。1980年，Coetzee等对110个颅骨和面骨缺损病例使用硫酸钙，他得出硫酸钙是出 色的骨移植替代品，甚至可以和自身的骨移植相媲美。之后，硫酸钙因其在新骨末完全 长入之前就降解而遭受批评，因此，磷灰石被当作骨缺损的填料来使用。理想的骨替代 材料必须有与骨形成速率相同的降解速率，且在骨组织周围不产生刺激。在体内，硫酸 钙的吸收速率比新骨的形成速率要快，这对骨缺损的重建是有害的。W0200205861公开了用作骨盐替代材料的可注射组合物。该组合物的干粉包 含硫酸钙半水合物、磷酸钙和至少一种加速剂。在完成早期控制骨折片段移动的手术期 间，该组合物在与水成液接触时将硬化。提供了稳定持久的植入物，其机械强度比骨小 梁高，该植入物随时间迁移获得使骨向内生长的多孔以及不规则结构在W02004078223中公开了新的骨替代组合物，该组合物包含与水成液混合的 至少一种磷酸钙组分和至少一种硫酸钙组分的干混合物以及至少一种加速剂，其中所述 的至少一种硫酸钙组分为粒状硬化硫酸钙，它具有指定的粒径以使组合物具有可注射性 能。该组合物主要在骨折愈合、假体性植入物以及在其它情形下的外来材料植入物。如 骨折，截骨术，用于假体或其它外来材料的附着，用于假体修复手术，用于成形手术， 用于重建手术，或用于整形手术等，但是在作为股骨头坏死修复材料中的应用仍然是一 个空白。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥在作为股骨头坏死修复材料中的应用。股骨头坏死是骨科常见病，是一种对髋关节具有特殊破坏性的退行性病变，病 程长且致残率高，由于其发病机制尚未完全阐明，因此治疗比较困难，到目前为止尚没 有较为理想的治疗方法。股骨头坏死是由多种病因造成的股骨头缺血和骨细胞坏死的病 理过程，已成为骨科临床上的常见病。股骨头坏死病因多达四十余种，分为创伤性和非 创伤性两大类。创伤性因素多见于股骨颈骨折、股骨头骨折、髋关节脱位、髋白骨折 等；非创伤性因素有激素、酒精中毒、减压病、血红蛋白病、高血压病、动脉硬化、脉 管炎、高尿酸血症、慢性肝病、肾移植术后、红斑狼疮和胶原性血管疾病、各种血色素 病及凝血疾病、痛风、烧伤等。股骨头坏死为渐进性疾病，未经有效治疗，约80%会在发病后1-4年内进展至 股骨头塌陷。一旦出现股骨头塌陷(表现为软骨下骨折、新月征阳性)，在数年内多数患 者的股骨头将发展成为严重关节炎而需做人工关节置换。磷酸钙和硫酸钙是常见的骨修复材料，通过研究发现，磷酸钙和硫酸钙一定比 例混合可大于松质骨小梁的生物力学强度，但又小于皮质骨小梁的强度，在围塌陷期， 特别在塌陷前期，股骨头机械性能强度减弱，股骨头承受应力时，负重区软骨下骨板先 行折裂，随后骨折裂隙向深部发展，沿死骨与重建骨交界处引伸。此时，运用该材料可 有效提供一定的机械支撑。再游离自体骨髓间充质干细胞，将干细胞植入股骨头坏死局 部，股骨头坏死局部，成骨细胞功能被抑制，而破骨细胞活跃，运用骨髓间充质干细胞 具有多向分化潜能，在特定的理化条件与细胞因子的诱导下，可定向地向成骨细胞、血 管内皮细胞等方向分化，同时可注射性骨修复材料既有一定的诱导成骨作用，硫酸钙有 一定的骨诱导作用，又提供了较长期的力学稳定，磷酸钙降解时间较长，又提供了种子 细胞，故对骨坏死的修复应是较充分的。本专利技术通过在水溶液中混合磷酸钙粉末和硫酸钙粉末。磷酸钙和硫酸钙都会和 水溶液反应，产生一个磷灰石相(羟基磷灰石)，和一个可吸收的脱水硫酸钙相(CSD)。 CSD相在体内会被吸收，在植入的材料中产生微孔，因此新骨可以长入材料之中。磷灰 石相在骨缺损中会起到骨传导作用。在上述的应用过程中，所述的可注射可降解硫酸钙和磷酸钙材料为可注射可降 解硫酸钙和磷酸钙水泥，该可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥通过以下方法制备而成 将质量分数为40% -60%的硫酸钙粉末加到质量分数为40% -60%的磷酸钙粉末中来制 成可降解硫酸钙和磷酸钙粉末；然后将可注射可降解硫酸钙和磷酸钙糊用水和可降解硫 酸钙和磷酸钙粉末混合；在室温和100%湿度下固化36-60小时制成可注射可降解硫酸 钙和磷酸钙水泥；所述的硫酸钙粉末为半水硫酸钙粉末，所述的半水硫酸钙在温度为 150-180°C条件下煅烧二水硫酸钙获得；所述的磷酸钙粉末为磷酸四钙、无水磷酸二钙中 的一种或两种混合。硫酸钙的含量对可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥固化时间的影响。随着硫酸 钙含量的增加，水泥的固化时间逐渐减少，且质量分数为40%-60%硫酸钙加入磷酸钙 中并不会明显影响固化时间，随着硫酸钙含量的增加，水泥的抗压强度逐渐减小，硫酸 钙质量分数分别为0，40，60%时，水泥的抗压强度为42，35，3IMPa,硫酸钙含量对水 泥的抗压强度有明显影响。4随着液固比的增加，水泥的抗压强度逐渐减小。当液固比从0.3升到0.35时(固 化48小时)，水泥的抗压强度从41MPa降到了 32MPa。另外，随液固比的增加，水泥的 可注射性增强。当液固比小于0.25ml/g时，可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥浆状体很 难被注射。当液固比升至0.3ml/g时，水泥的可注射性被改善。结果表明可注射可降 解硫酸钙和磷酸钙水泥可注射性增强，但抗压强度降低。图1是可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥在37°C，100%湿度环境下固化48小时 后的XRD谱图。从谱图上可以看出固化后的可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥样品包 含了磷灰石相(羟基磷灰石HA)，和一个可吸收的脱水硫酸钙相(CSD)。可吸收的脱水 硫酸钙相的出现是由于硫酸钙粉末的水化作用，磷灰石相的出现由于磷酸钙粉末的水化 作用。含有硫酸钙和磷酸钙的骨水泥，可制成可注射的糊状，具有和传统磷酸钙水泥 不同的固化时间，降解性能，生物活性和组成等。当可注射可降解硫酸钙和磷酸钙粉末 与水接触的时候，有两个水化过程同时进行。一个是硫酸钙的水化，另一个是磷酸钙水 化过程。本专利技术制备的生物活性和可降解水泥，可以作为股骨头坏死修复材料或作为股 骨头替代材料。本专利技术的可注射可降解硫酸钙和磷酸钙水泥固化时间、机械性能、降解速度和 生物相容性较好。通过在磷酸钙中加入硫酸钙制备可注射可降解硫酸钙和磷本文档来自技高网...
【技术保护点】
可注射可降解硫酸钙和磷酸钙材料在作为股骨头坏死修复材料中的应用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡钢锋，肖鲁伟，傅宏，毕大卫，马海涛，童培建，
申请(专利权)人：胡钢锋，
类型：发明
国别省市：86
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