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一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料及其制备方法和应用技术

技术编号:8016754 阅读:362 留言:0更新日期:2012-11-28 22:48
本发明专利技术涉及一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料,所述的复合硫酸钙骨充填材料由介孔分子筛、硫酸钙和药物组成,所述的介孔分子筛和硫酸钙的质量比是1/18~4/15;所述的介孔分子筛优选介孔分子筛SBA-15、MCM-41、SBA-3、MCM-22、MCM-48中的一种或几种,所述的药物优选庆大霉素,介孔分子筛与庆大霉素的质量比优选1~4。本发明专利技术还涉及其制备方法和在制备骨修复材料中的应用。该材料的优点是:负载的药物呈现出缓慢有效的释放特点,可改变药物在体内的分布并提高其利用率;力学强度得到提高;具备良好的生物相容性;可减缓硫酸钙的降解,介孔分子筛自身也会在体液中不断降解,进而利于骨组织的长入,可促进骨的快速愈合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种骨充填材料,具体地说,涉及一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料及其制备方法和应用
技术介绍
感染伴有骨缺损是矫形骨科术后严重的并发症之一。尽管近年来随着无菌技术、手术期抗生素、外科医师无菌观念及重建手术理念的不断发展,其发生率已降至1%_5%,但由于手术例数不断增加,感染例数也相应的有所上升。尤其是严重骨关节感染或感染伴有骨缺损,往往需要多次手术方可重建肢体的结构和功能,如治疗不当,甚至可造成灾难性的后果(如截肢),如此给患者和社会带来巨大的痛苦和负担。因此预防和治疗感染意义重大, 尤其是感染伴有骨缺损,一期完成重建及有效的控制感染在临床上意义更为重大。预防术后感染的有效途径是全身及局部抗生素的应用。然而,大多数抗菌化疗药物全身用药在骨中难以达到有效治疗浓度,在局部难以达到有效抑杀菌浓度,并且容易导致多重耐药细菌菌株的出现。为此研究人员研发了局部载药系统来解决这个问题,将骨水泥与抗生素混合,使抗生素在感染的局部长期释放高浓度的药物,而全身其他组织的药物浓度则较低,从而在减少副作用的危险的同时,又能有效地发挥抗生素的局部抗菌作用。因庆大霉素能广谱治疗包括格兰氏阳性菌以及格兰氏阴性菌,已经证实能作为骨水泥手术中使用的抗生素。1974年Klemm第一个报道了应用庆大霉素药株来治疗慢性骨髓炎,并取得了一定疗效,但发现药物在体内存在爆发式释放效应,药效周期短且易引起全身系列副作用。随后,Salvati EA等人报道了将聚甲基丙烯酸酯(PMMA)骨水泥与抗生素的结合用于靶向给药治疗骨髓深部软组织的感染已取得了明显疗效。但随着研究的进一步深入,发现PMMA载药系统存在许多缺点组织相容性差、有排异反应、对抗生素的选择有局限性、有生理毒性、不能降解等,固其应用受到限制。孙伟张等报道了多孔羟基磷灰石(HA)陶瓷作为药物载体制备的人工骨,在人工骨修复过程中具有明显的药物缓释作用,但是材料的脆性大、机械性能不好、对抗生素的吸附量少,且在体内缓释时间不长。因此,亟需研发一种能长期缓释抗生素的抗菌骨充填材料。介孔材料是指孔径在I. 5-50 nm之间的一类有序多孔固体材料。近年来,利用介孔材料作为控制药物缓释载体引起了越来越广泛的关注。介孔分子筛是指孔径为2-50 nm、孔分布均匀、具有规则有序孔道结构的无机多孔材料。通常以表面活性剂为模板剂,利用溶胶、凝胶、乳化或微乳化等方法,通过控制有机物和无机物之间的界面作用来合成。1998年,Zhao等首次以三嵌段共聚物P123为模板剂在酸性条件下合成出介孔分子筛SBA-15。介孔分子筛SBA-15具有巨大的比表面积、孔容以及无毒、生物相容性等特点,同其他普通缓释药物材料相比,其有更大的药物负载量和更优的缓释效果,因此它被作为新型药物控缓释载体材料的研究越来越受到重视,并且取得了令人瞩目的进展。硫酸钙已广泛应用于临床骨缺损的治疗,但大量的研究证明,硫酸钙体内降解过快,与新骨的形成不同步,可进一步影响骨缺损区的新骨长入。因此改进硫酸钙的物理学性能也有着积极的临床意义。如果能够将介孔分子筛同硫酸钙材料复合制备可长期缓释抗生素同时又降低硫酸钙降解速度的骨充填材料对于一期完成重建及有效的控制感染是具有重大意义的。中国专利文献申请号CN 03114872. 7,申请日2003-01-13,公开了一种药物控释功能活性人工骨及其在临床上的应用,其公开的磷酸钙骨水泥主要由多孔磷酸钙骨水泥和治疗有效量的药物微胶囊组成,所说的囊芯包括抗菌药、抗肿瘤药、抗消炎镇痛药和抗结核药以及在无配伍禁忌下的复合药物等。将壁材和囊芯制备成药物微胶囊,与多孔磷酸钙骨水泥粉末混合包埋,即获得具有可控缓释功能的多孔载药磷酸钙骨水泥。体外模拟试验表明,载药多孔磷酸钙骨水泥在体外释放药物的程度是较为充分的,24h内释放最快,在6周内一直维持有效的药物水平,8周后释放近80%,既具有骨缺损填充修复作用,又具有药物缓释治疗效果,可用于慢性骨髓炎治疗、植入部位感染预防以及骨肿瘤切除后的复发预防。中国专利文献CN 201210065611. 5,申请日2012-03-13,公开了一种具有抗结核菌作用的人工骨填充缓释材料及其制备方法,该专利技术是以磷酸钙骨水泥(CPC)为载体附着物,通过海 藻酸钠和氯化钙溶液将具有结核菌抑制作用的药物负载于CPC中,然后在表面涂覆生物可降解聚合物,形成具有长期缓释作用的抗结骨填充材料,以实现既促进骨缺损组织修复作用,又抑制局部结核病灶复发,制得的人工骨填充缓释材料,具有良好的生物相容性,并可通过所负载药物的控释实现对结核菌的长期抑制。但是目前关于具有药物长效缓释特性同时降解速度较慢、添加有介孔分子筛的复合硫酸钙骨充填材料还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足,提供一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料。本专利技术的再一的目的是,提供一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料的制备方法。本专利技术的另一的目的是,提供一种上述复合硫酸钙骨充填材料的用途。为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案是 一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料,由介孔分子筛、硫酸钙和药物制成,所述的介孔分子筛和硫酸钙的质量比是1/181/15。所述的介孔分子筛是介孔分子筛SBA-15、MCM-41、SBA-3、MCM-22、MCM-48中的一种或几种。所述的药物是庆大霉素。所述的介孔分子筛和硫酸钙的质量比是4/15。所述的介孔分子筛与庆大霉素的质量比是广4。所述的介孔分子筛与庆大霉素的质量比是4。为实现上述第二个目的,本专利技术采取的技术方案是 一种如上任一所述的复合硫酸钙骨充填材料的制备方法,所述的制备方法包括以下步骤 a)将药物配制成溶液,滴加至介孔分子筛令其吸附于上,冷冻干燥;b)向步骤a)冻干的吸附抗生素的介孔分子筛中添加硫酸钙,均匀混合,得复合硫酸钙; c)向步骤b)的复合硫酸钙中加入固化液,混合均匀,固化得复合硫酸钙骨充填材料。所述的固化液是磷酸氢二钾固化液。所述的磷酸氢二钾固化液的摩尔浓度是1M,所述的复合硫酸钙与磷酸氢二钾固化液的比例是疒2. 5g/ml。为实现上述第三个目的,本专利技术采取的技术方案是 如上任一所述的复合硫酸钙骨充填材料在制备骨修复材料中的应用。 本专利技术优点在于 1、本专利技术的复合硫酸钙骨充填材料负载的药物(如庆大霉素)呈现出缓慢有效的释放特点,可避免药物的爆发式释放,改变其在体内的分布并提高利用率,最终达到有效预防和治疗骨感染伴有骨缺损的目的; 2、本专利技术的复合硫酸钙骨充填材料的力学强度得到提高; 3、本专利技术的复合硫酸钙骨充填材料具备良好的生物相容性,无排异现象; 4、由于介孔分子筛的添加,同时介孔分子筛本身具备不影响骨传导、可吸附成骨诱导因子、在体液中可降解和无毒副作用的特点,因此本专利技术的复合硫酸钙骨充填材料一方面能够延缓硫酸钙的降解速度,另一方面介孔分子筛自身经过体液的不断流蚀和渗透也会不断降解,进而有利于骨组织的长入,可促进骨的快速愈合,降解与成骨协调进行,在被吸收的同时引导对等新骨的生成,最终本专利技术的复合硫酸钙骨充填材料可被新生骨所取代。附图说明附图I为介孔分子筛SBA-15的XRD (X射线衍射)图。附图2为单纯硫酸钙骨本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种具有药物长效缓释特性的复合硫酸钙骨充填材料,其特征在于,它由介孔分子筛、硫酸钙和药物制成,所述的介孔分子筛和硫酸钙的质量比是1/18~4/15。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谭红略杨盛兵
申请(专利权)人:谭红略
类型:发明
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