掺锶磷灰石生物活性骨水泥的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种掺锶磷灰石生物活性骨水泥的制备工艺。本发明专利技术采取的水泥固相为一定颗粒度分布且按一定摩尔比配制的磷酸四钙和α－磷酸钙锶盐粉末组成的混合物，其中α－磷酸钙锶盐粉末是α－Ｓｒ↓［ｘ］Ｃａ↓［３－ｘ］（ＰＯ↓［４］）↓［２］或者是α－Ｓｒ↓［３］（ＰＯ↓［４］）↓［２］和α－Ｃａ↓［３］（ＰＯ↓［４］）↓［２］粉末按一定摩尔比组成的混合物，液相为去离子水或浓度低于２ｍｏｌ／ｌ的稀磷酸溶液，固／液质量比为１．０～４．０。生理环境下的最终固化产物为掺锶羟基磷灰石。该种水泥具有掺锶量与钙锶／磷比可调、制备工艺相对简单等优势，较之其它类型磷酸钙骨水泥具有更广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物活性骨水泥的制备工艺，特别涉及一种掺锶磷灰石生 物活性骨水泥的制备工艺。
技术介绍
磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement,简称CPC)，属多孔结构且固化产 物是羟基磷灰石，具有良好的生物相容性、骨传导性，尤其可处理成浆料形式 直接注射入骨缺陷中并原位固化，因而在牙科骨替代、矫正及重建外科中得到 广泛应用。磷酸钙骨水泥主要由两部分组成磷酸钙粉末与固化液。固化液一 般是水或者稀磷酸水溶液，磷酸钙粉末主要有磷酸四钙(Ca4(P04)20)、磷酸氢 钙(CaHP(V2H20或CaHP04)、磷酸二氢钙(Ca(H2P04)2'H20或Ca(H2P04)2)、 磷酸八钙(Ca8H2(P04)2 5H20 )、磷酸三钙(a-或(3-Ca3(P04)2)、焦磷酸钙 (Ca2P207)等。此外，据报道，锶(Sr)是人体中存在的一种微量元素，在骨 中的含量约占其重量的0.01%，人体中含有的99X以上的Sr、 Ca均积聚在骨骼之 中。Sr与Ca均属碱土金属，具有许多相似的性质。以离子形态存在的Si^+分享着 与C^+相同的生理路线，最终沉积在骨的矿化结构中(Blake, G.M et al.. Sr-89 therapy strontium kineticls in metastatic bone disease. J. Nucl. Med. 1986, 27:1030 / Blake, D.M., et al. Sr-89 strontium kineticls in disseminated carcinoma of the prostate.Eur. J. Nucl. Med.l986， 12:447-454)。已有研究表明，锶具有以下几个方 面的特殊药理作用首先，在骨骼病区的矿化与重建方面，低剂量的锶有助于目前尚未没有发现它对矿化形貌和矿物化学组成产生不禾U的影响(Grynpa M.D., et al. Strontium increases vertebral bone volume in rats at a low dose that does not induce detectable mineralizaion defect. Bone, 1996， 18: 253 259);其次，在骨代谢方面，在外界不断供给条件下，锶在骨中的含量因体内解 剖学位置不同而异，并发现锶可以与骨中磷灰石晶体表面的少量钙发生交换 (Dahl, S.G Allain, P., Marie, P.L.， et al. Incorporation and Distribution of Strontium in Bone. Bone. 2001, 28(4):446453);其三，在骨传导性方面，Johal等比较了不 同含锶量的玻璃离子水泥后，发现含锶量最高组LG125具有最好的骨传导性 (Johal K.K., et al. In vivo response of strontium and zince國based ionomeric cement implants in bone. Journal of materials science: materials in medicine. 2002, 13: 375-379);其四，在治疗骨质疏松病症方面，锶也发挥了显著疗效，近年来，发 现Strontiumranelate (S12911)是一种很有应用潜力的抗骨质疏松药物，体内外 实验均表明，S12911具有刺激骨的形成、抑制骨再吸收的作用(Canalis, E., Hott， M., Deloffre, P., Tsouderos， Y., and Marie, P. J. The divalent strontium salt S12911 enhances bone cell replication and bone formation in vitro. Bone 1996, 8:517-523》 其五，早在1988年，SrCl2就被批准为一种减轻病人痛苦的镇静剂，往往在其它 治疗方法无效时，它却发挥显著疗效(Lewington, V丄，Zivanovic,M.A.， Blake，G.B.,et al. Treatment of bone pain indisseminated prostrate cancer using strontium-89. Nucl. Med. Commun. 1988， 9:172-186)。此夕卜，国内外学者还研究表 明，低剂量Sr (—般低于10%)置换磷灰石中部分钙而获得的含锶羟基磷灰石， 不仅具有较之纯羟基磷灰石更好的组织相容性、骨传导性、甚至一定程度上的 骨诱导能力(廖大鹏，周正炎，顾云峰等.锶磷灰石修复下颌骨缺损的实验研究. 上海口腔医学.2000; 9(2): 73 75)，还改变了其溶解动力学，提高了生物降解性4(J. Christoffersen, M.R. Christoffersen, N.Kolthoff, et al. Effects of strontium ions on growth and dissolution of hydroxtapatite and on bone mineral detection. Bone. 1997， 20(1): 47 54)。因此，若将锶掺入磷酸钙骨水泥中，获得含锶磷灰石产物，既可 保持传统骨水泥的诸多优点，又可充分发挥锶或者含锶磷灰石的上述良好药理 性能或者生物学性能。2001年法国学者(L. Lerous， J丄.Lacout. Preparation of calcium strontium hydroxyapatites by a new route involving calcium phosphate cements. J. Mater. Res. 2001, 16(1): 171-178)首次采用制备磷酸转骨水泥的方法 合成了含锶羟基磷灰石，采用的固相粉末为Ca4(P04)20和oc-Ca3(P04)2，液相为 Sr(N03)2与H3P04的水溶液，但缺点是最终固化产物中含有大量对人体组织不利 的NOr离子，不适于临床上人体骨修复等应用，有关力学性能方面的后续研究 及类似内容还未见报道。2004年专利技术人(郭大刚，徐可为，憨勇.含锶纳米磷酸 钙生物活性骨水泥的制备工艺.国家专利技术专利，专利号ZL200410025920; Guo DQ Xu KW, Zhao XY, Han Y. Development of a strontium-containing hydroxyapatite bone cement. Biomaterials， 2005， 26 (19): 4073-4083 )首次专利技术了 以Ca4(P04)20、 SrHP04、 CaHP04为固相粉末，以稀磷酸为固化液的含锶纳米磷 酸钙生物活性骨水泥，该水泥被体内实验证实具有较之纯磷酸转骨水泥更优良 的生物相容性、生物活性与更快的降解速率(GuoDQXuKW,HanY， Zhao本文档来自技高网...

【技术保护点】
掺锶磷酸钙生物活性骨水泥的制备工艺，其特征在于：　１）固相粉末的组成：将磷酸四钙Ｃａ↓［４］（ＰＯ↓［４］）↓［２］Ｏ、α－磷酸钙锶盐粉末按照摩尔比ｍ∶１．０混和得到的混合物，其中，α－磷酸钙锶盐粉末是α－磷酸三钙锶α－Ｓｒ↓［ｘ］Ｃ ａ↓［３－ｘ］（ＰＯ↓［４］）↓［２］或者是α－磷酸三锶α－Ｓｒ↓［３］（ＰＯ↓［４］）↓［２］和α－磷酸三钙α－Ｃａ↓［３］（ＰＯ↓［４］）↓［２］粉末按照摩尔比为ｘ／３∶（１．０－ｘ／３）组成的混合物，其中０＜ｘ≤３．０，０＜ｍ＜３０；　２）液相的制备：配制浓度为ｙ的稀磷酸Ｈ↓［３］ＰＯ↓［４］水溶液作为水泥液相，其中０ｍｏｌ／ｌ≤ｙ≤２．０ｍｏｌ／ｌ，ｙ＝０时，水泥液相为去离子水；　３）固／液比选择：固相粉末与液相调和时的质量比为ｚ，其中１．０≤ｚ≤４．０。 　按照上述固／液比范围将固相粉末与液相调和制成掺锶磷灰石生物活性骨水泥。

【技术特征摘要】
1、掺锶磷酸钙生物活性骨水泥的制备工艺，其特征在于1)固相粉末的组成将磷酸四钙Ca4(PO4)2O、α-磷酸钙锶盐粉末按照摩尔比m∶1.0混和得到的混合物，其中，α-磷酸钙锶盐粉末是α-磷酸三钙锶α-SrxCa3-x(PO4)2或者是α-磷酸三锶α-Sr3(PO4)2和α-磷酸三钙α-Ca3(PO4)2粉末按照摩尔比为x/3∶(1.0-x/3)组成的混合物，其中0<x≤3.0，0<m<30；2)液相的制备配制浓度为y的稀磷酸H3PO4水溶液作为水泥液相，其中0mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭大刚，祁文莉，徐可为，憨勇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]