外科用骨水泥及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种外科用骨水泥及其制造方法。该外科用骨水泥包含一骨水泥成分，其选自由磷酸四钙、α-磷酸三钙、已分解氢氧基磷灰石或其组合组成的碱性磷酸钙的群组中；一固化剂，其选自由柠檬酸一钙、柠檬酸二钙或其组合组成的酸性柠檬酸钙的群组中；以及水。其中，骨水泥成分与固化剂的重量比在约1∶1至约8∶1的范围。该外科用骨水泥为生物可再吸收且具生物活性，并可适用于骨科、整形外科、颌面、耳科及牙科的应用。此外，本发明专利技术中的外科用骨水泥具有良好的流动特性和相对较短的固化时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种外科用骨水泥(surgical cement),也被称为骨水泥(bone cement)或生物可再吸收性植入物，特别是指一种为生物可再吸收且具生物活性，可适用于骨科、整形外科、牙科、耳科及颌面应用的。
技术介绍
硬组织中主要的无机组成为生物磷灰石,而氢氧基磷灰石(hydroxyapatite, HA) 是一种具有与生物磷灰石相同晶体结构的磷酸钙化合物。原则上，氢氧基磷灰石应是硬组织替换材料的理想选择，然而沉淀的氢氧基磷灰石却具有非常细小的粒径。由于操作上的困难，这将阻碍了沉淀的氢氧基磷灰石在医疗领域的应用。透过高温烧结的技术，已有许多类型的磷酸钙陶瓷被制备而成，并已被认可作为骨替代物的有效且生物兼容的材料。这些磷酸钙陶瓷包括磷酸四钙(tetracalcium phosphate, TTCP)、氢氧基憐灰石、α -憐酸三隹丐(alpha-tricalcium phosphate, a -TCP)、 β -憐酸三|丐(beta-tricalcium phosphate, β-TCP)、焦憐酸|丐及双相憐酸|丐(biphasic calcium phosphate,BPC)陶瓷。大部分用于医疗应用的磷酸钙陶瓷都被制备成颗粒状或块状。但块状易脆且难以塑形，而颗粒状则具有手术固定性不佳的问题。为了解决上述问题， 已有许多尝试致力于制备生物可再吸收的泥浆或骨水泥材料，如熟石膏、胶原蛋白、聚合物及许多类型的磷酸钙骨水泥，以作为颗粒状磷酸钙陶瓷的黏合剂。Chow与其同事(美国专利号4518430及4612053)在约二十五年前开始研发磷酸钙骨水泥。第一个磷酸钙骨水泥是基于磷酸四钙与磷酸二钙(dicalcium phosphate,DCP) 的交互作用来产生硬化的骨水泥，其最终产物就是氢氧基磷灰石。之后，许多氢氧基磷灰石骨水泥的改性通过加入固化时间调节剂或其它试剂以改善其流动性。然而，氢氧基磷灰石骨水泥的再吸收非常缓慢，且在潮湿环境的固化效果不佳。此外，其流动性很差。另一种研发出的磷酸I丐骨水泥是二水磷酸二I丐(dicalcium phosphate dihydrate, DCPD)。这种骨水泥的基本组成是钙/磷摩尔比大于I的碱性磷酸钙化合物与一水磷酸一钙(monocalcium phosphate monohydrate)、无水磷酸一I丐或磷酸。一般所使用的碱性磷酸1丐化合物为磷酸三隹丐(tricalcium phosphate,TCP)及氢氧基磷灰石,有时也可使用氧化|丐或碳酸|丐。这种骨水泥的缺点为固化时酸性强、流动差、机械强度弱，以及难以得到一致的结果。因此，这种骨水泥通常保留过多的碱性成分。在固化之后，会有一些未反应的成分与产物二水磷酸二钙在一起。这种骨水泥在液体环境的固化效果也不佳。大多数的磷酸钙(CP)骨水泥不是氢氧基磷灰石(HA)骨水泥就是磷酸二钙(DCP) 骨水泥，两种骨水泥都只使用磷酸钙化合物，一个有较高的钙/磷摩尔比，另一个则有较低的钙/磷摩尔比。最常见具有高钙/磷摩尔比的化合物为磷酸四钙、氢氧基磷灰石及磷酸三钙。在过去有一些尝试是使用这些具有高钙/磷摩尔比的磷酸钙化合物作为骨水泥成分， 并使用其它不包含磷酸钙的可溶性酸性化合物作为固化剂。这些酸性化合物包含磷酸、双官能团有机酸、柠檬酸及多环酸。这些骨水泥通常在性质上具有很强的酸性，并需要很长的时间来达到中性pH。植入后，这些骨水泥会造成刺激及发炎反应。此外，这些骨水泥的生物再吸收性很难控制且缺乏良好的操纵特性。其它骨水泥则采用可溶性碱性硅酸盐作为固化剂，其反应产物为硅酸钙。S. T. Liu等人于美国专利号5149368中提出一种可再吸收的生物活性磷酸钙骨水泥，包含磷酸四钙的骨水泥粉末、由酸性柠檬酸盐类组成的固化剂以及充足的水以形成骨水泥糊状物。s. T. Liu等人进一步于美国专利号5262166中提出一种可再吸收的生物活性含磷酸骨水泥，其中此骨水泥包含由I丐磷酸钠(calcium sodium phosphate)或I丐磷酸钾 (calcium potassium phosphate)陶瓷组成的骨水泥粉末、由朽1檬酸或酸性朽1檬酸盐类组成的固化剂以及水。在这两个专利中，酸性柠檬酸盐类都是选取自由可溶性柠檬酸二氢钠 (NaH2 citrate)、柠檬酸氢二钠(Na2H citrate,)、柠檬酸二氢钾(KH2 citrate)、柠檬酸氢二钾(K2H citrate)、柠檬酸二氢铵(NH4H2 citrate)及柠檬酸氢二铵((NH4)2H citrate)所组成的群组中。然而，使用可溶性柠檬酸或可溶性酸性柠檬酸盐，如柠檬酸二氢钠、柠檬酸氢二钠、柠檬酸二氢钾、柠檬酸氢二钾、柠檬酸二氢铵及柠檬酸氢二铵等作为固化剂时，固化时间对于该酸性固化剂的用量会非常敏感。磷酸钙化合物的溶解度强烈地取决于溶液的PH， 当pH在7左右时，磷酸钙化合物的溶解度依序为磷酸四钙> α-磷酸三钙> 磷酸三钙 >氢氧基磷灰石。含有磷酸四钙及α-磷酸三钙两者的已分解氢氧基磷灰石也应比磷酸三钙和氢氧基磷灰石具有更高的溶解度。通过把钙/磷摩尔比等于I. 5或更高的磷酸钙化合物与柠檬酸反应，将会产生钙离子、磷酸根离子及柠檬酸根离子而形成其它磷酸钙化合物及相应的柠檬酸钙，如柠檬酸一钙(Ca(H2 Citrate)2)、柠檬酸二钙(CaH Citrate)、柠檬酸三I丐(Ca3 Citrate2)或取决于溶液pH的磷酸|丐朽1檬酸(calcium phosphate citrate) 复合物。磷酸钙化合物是否能与柠檬酸形成固化骨水泥强烈取决于磷酸钙化合物的性质。 举例来说，具有高溶解度及高溶解速率的磷酸四钙、α -磷酸三钙或已分解氢氧基磷灰石能在相对较短的时间，如15分钟内与柠檬酸形成骨水泥。不过，一个必要的先决条件是磷酸钙对柠檬酸的比率应维持较高，通常高于3。柠檬酸的量越多，骨水泥的固化时间就越长，其酸性也越强。若该比率接近3或更低，则混合糊状物无法在一小时内固化。因此，固化所使用柠檬酸的量处在一个相当狭窄的范围。对于磷酸三钙或氢氧基磷灰石而言，由于它们的低溶解速率而可与柠檬酸形成糊状物，但却完全不能固化而变硬。在理想情况下，一个适用于硬组织应用的骨水泥材料应具备良好的生物相容性、 适当的生物再吸收速率，以及良好的固化性质和合理的固化时间。上述大多数的骨水泥都具有一定的缺陷。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的目的就是提供一种以提供良好的流动性、可控制的再吸收速率、在水溶液环境下良好的固化行为及合适的固化时间。依据本专利技术的目的，一种可用于骨科、整形外科、牙科、耳科及颌面应用的外科用骨水泥包括一骨水泥成分，其选自由磷酸四钙(TTCP)、α -磷酸三钙(a -TCP)、已分解氢氧基磷灰石(decomposed HA)或其组合组成的碱性磷酸I丐的群组中；一固化剂，其选自由朽1檬酸一钙(Ca(H2 Citrate)2)、柠檬酸二钙(CaH Citrate)或其组合组成的酸性柠檬酸钙的群组中；以及水。其中，骨水泥成分与固化剂的重量比在约I : I至约8 : I的范围。较佳地，已分解氢氧基磷灰石为包含磷酸四钙及α -磷酸三钙的部分或完全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘松村，陈松青，赖慧君，简可欣，
申请(专利权)人：和康生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：