一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥，由固相混合料和液相在使用前调和而成，调和时固相混合料和液相的比例为每2.8-3.2克的固相混合料需要1mL的液相；液相为浓度为0-0.8mol/L的柠檬酸溶液，固相混合料的组成原材料为β-磷酸三钙、Ca(H2PO4)2·H2O和化学组成为Mn0.4Zn0.6Fe2O4的锰锌铁氧体，其中，β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O的摩尔比为1:0.8-1.2，锰锌铁氧体与β-磷酸三钙和Ca(H2PO4)2·H2O混合后形成的混合物的重量比为1:4-6。本发明专利技术的固相原料采用β-磷酸三钙、Ca(H2PO4)2·H2O和经改性的化学组成为Mn0.4Zn0.6Fe2O4的锰锌铁氧体，这三种物质制备温度较低、能耗低、不需急冷、操作安全，其抗压强度最高可达112MPa，远远高于现有的磷酸钙基骨水泥，而且具有良好的可注射性能、抗溃散性能以及低的细胞毒性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物医用材料，具体的说是。
技术介绍
磷酸钙基骨水泥通常由固相和液相调和而成，固相为一种或几种磷酸盐的混合物，液相通常为水或水基溶液。由于磷酸钙基骨水泥生物相容性好，可临床任意塑形，操作方便，并且其可处理成浆料形式直接注入骨缺陷中并原位固化，实现微创，因而在临床上受外科医生的欢迎，得到广泛的应用。骨水泥在植入体内后需要代替骨组织发挥承重作用，因此力学性能是骨水泥的一个非常重要的性能。虽然磷酸钙基骨水泥有优异的生物相容性和可操作性，但是由于自身组成结构原因，其力学性能较差，抗压力学强度通常在10-60MPa之间，一般只能用于非承重部位的骨修复，因此，临床上用于承重部位骨组织修复的骨水泥常是聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)0但是PMMA骨水泥属于第一代骨水泥，虽然其力学性能很好，但是其固化产热，有灼伤组织的危险，同时，其生物相容性较差，游离单体毒性很大，潜在风险高。所以，开发具有优异力学性能的磷酸钙基骨水泥，拓展其应用范围，是骨水泥开发的一大难点和热点。为了制备具有高力学性能的磷酸钙基骨水泥，离子修饰法为常用方法。该方法通常先将磷酸钙骨水泥的固相磷酸盐粉末进行离子修饰改性，然后再进行固液相调和。 Fan Wu等在制备骨水泥固相原料磷酸四钙过程中，掺入镁离子进行修饰，制得镁离子改性磷酸钙粉末，然后再将该粉末与液相调和，制备磷酸钙基骨水泥。骨水泥的抗压强度约 45_90MPa[Acta Biomaterialia 4 (2008) 1873 - 1884]。E. Ferncindez 等米用类似的方法，制备了铁离子改性修饰的α -磷酸钙骨水泥，骨水泥的抗压强度约40_60MPa[Journal of Materials Science 40 (2005)3677 - 3682; Acta Biomaterialia 6 (2010) 607 -616]。可见，通过此种先将骨水泥的磷酸钙原料进行改性再制备骨水泥的方法，可显著提高材料的力学性能。但是该方法制备的磷酸钙基骨水泥力学强度仍然相对较低，低于95MPa， 不能很好地满足部分承重部位骨组织的力学需求。而同时，这些方法中所使用的磷酸钙原料为磷酸钙高温相磷酸四钙或α-磷酸钙，磷酸四钙的制备需在1500°C煅烧8h，α-磷酸钙的制备也需1200°C以上的高温。同时二者都需要高温取出急冷，危险性高。同时该方法通常由控制改性修饰离子的掺入量来控制材料的力学性能，因此需要进行多次高温煅烧以制备掺入不同量修饰离子的磷酸钙骨水泥原料，耗能量高，工艺较复杂。
技术实现思路
为解决现有的磷酸钙基骨水泥力学强度相对 较低、而用离子修饰法制备的骨水泥制备工艺要求较高、容易发生危险、能耗高等问题，本专利技术提供了。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案为一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥，由固相混合料和液相在使用前调和而成，调和时固相混合料和液相的比例为每2. 8-3. 2 克的固相混合料需要ImL的液相；所述液相为浓度为0-0. 8mol/L的柠檬酸溶液，所述固相混合料的组成原材料为β -磷酸三钙、Ca (H2PO4 )2 -H2O和化学组成为Mna4Zna6Fe2O4的锰锌铁氧体，其中，β -磷酸三钙与Ca (H2PO4) 2 ·Η20的摩尔比为1: O. 8-1. 2，锰锌铁氧体与β -磷酸三钙和Ca(H2PC)4 )2 · H2O混合后形成的混合物的重量比为1:4-6。所述锰锌铁氧体由FeCl3 · 6H20、ZnCl2和MnCl2 · 4Η20制成。该高强度磁性磷酸钙基骨水泥的制备方法，包括以下步骤一)锰锌铁氧体的制备O按照Mna4Zna6Fe2O4的化学计量比称取FeCl3 · 6H20、ZnCl2和MnCl2 · 4Η20配成混合料，在其中加入超纯水配成金属离子总浓度为O. 3mol/L的溶液，在90°C的恒温条件下反应 4h ；反应过程中，在强烈搅拌的条件下向溶液中滴加浓度为lmol/L的NaOH溶液以控制反应溶液的pH值为9. 5-10. 5 ；2)将步骤I)中的反应液以及生成的沉淀物洗涤、离心分离、60°C真空干燥得到锰锌铁氧体前驱体，备用；3)将步骤2)得到的锰锌铁氧体前驱体在400°C真空煅烧lh，得到锰锌铁氧体粉体，备用；4)锰锌铁氧体的改性将步骤3)制得的锰锌铁氧体粉体研磨30min后溶解在无水乙醇中并超声振荡剧烈搅拌15min，搅拌完成后向其中依次加入蒸馏水、正硅酸乙酯和质量分数为22-25%的氨水，并使其在60°C的恒温水浴中反应2h，然后先用蒸馏水将反应溶液洗涤至中性后再用无水乙醇洗涤并离心分离、真空干燥得到改性锰锌铁氧体粉末，备用；二)固相混合料的制备5)按照摩尔比1:O. 8-1. 2的比例称取β -磷酸三钙与Ca (H2PO4 ) 2 · H2O粉末放入研钵内研磨15min,制得混合粉体,备用；6)按照重量比为1:4-6的比例分别取步骤4)制备的改性锰锌铁氧体粉末和步骤5)制备的混合粉体混合放入研钵内研磨15min，混合均匀制得固相混合料，备用；三)液相的准备7)配制浓度为0-0.8mol/L的柠檬酸溶液作为液相备用；四)固相混合料与液相调和8)按照每2.8-3. 2克固相混合料需要ImL液相的比例向步骤6)制备的固相混合料加入步骤7)的柠檬酸溶液，使用不锈钢刀调拌30-40S，得到均`匀浆料即为产品。本专利技术中，所述步骤5)中称取的β -磷酸三钙与Ca(H2PC)4 )2 · H2O粉末均过200 目筛后使用。有益效果本专利技术与现有技术相比具有以下优点O本专利技术的固相原料采用β-磷酸三钙、Ca(H2PO4 )2 · H2O和经改性的化学组成为 Mna4Zna6Fe2O4的锰锌铁氧体，这三种物质制备温度较低、能耗低、不需急冷、操作安全；2)本专利技术通过使用改性后的锰锌铁氧体作为固相原料之一来制备磁性磷酸钙基骨水泥，其抗压强度最高可达112MPa，远远高于现有的磷酸钙基骨水泥，而且具有良好的可注射性能、抗溃散性能以及低的细胞毒性；3)不同浓度的柠檬酸溶液致使固相颗粒间的螯合结合力不同，从而影响颗粒间互相填充的紧密程度，进而使颗粒形成的产品的抗压强度发生变化，本专利技术通过调整柠檬酸溶液固化液的浓度及骨水泥固相组成比例，可以显著调整最终产品的抗压强度，满足承重及不承重等不同力学需求。附图说明图1为本专利技术各实施例制备的产品的实验结果。具体实施方式一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥，由固相混合料和液相在使用前调和而成，调和时固相混合料和液相的比例为每2. 8-3. 2克的固相混合料需要ImL的液相；所述液相为浓度为0-0. 8mol/L的柠檬酸溶液，所述固相混合料的组成原材料为β -磷酸三钙、Ca (H2PO4 )2 · H2O和化学组成为Mna4Zna6Fe2O4的锰锌铁氧体，其中，β _磷酸三钙与Ca(H2PO4)2 · H2O 的摩尔比为1: O. 8-1. 2，锰锌铁氧体与β -磷酸三钙和Ca (H2PO4 ) 2 · H2O混合后形成的混合物的重量比为1:4-6。所述锰锌铁氧体由FeCl3 · 6H20、ZnCl2和MnCl2 · 4Η20制成。该高强度磁性磷酸钙基骨水泥的制备方法，包括以下步骤一)锰锌铁氧体的制备O按照Mna4Zna6Fe2O本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥，其特征在于：由固相混合料和液相在使用前调和而成，调和时固相混合料和液相的比例为每2.8?3.2克的固相混合料需要1mL的液相；所述液相为浓度为0?0.8mol/L的柠檬酸溶液，所述固相混合料的组成原材料为β?磷酸三钙、Ca(H2PO4?)2·H2O和化学组成为Mn0.4Zn0.6Fe2O4的锰锌铁氧体，其中，β?磷酸三钙与Ca(H2PO4?)2·H2O的摩尔比为1:0.8?1.2，锰锌铁氧体与β?磷酸三钙和Ca(H2PO4?)2·H2O混合后形成的混合物的重量比为1:4?6。
【技术特征摘要】
1.一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥，其特征在于由固相混合料和液相在使用前调和而成，调和时固相混合料和液相的比例为每2. 8-3. 2克的固相混合料需要ImL的液相；所述液相为浓度为0-0. 8mol/L的柠檬酸溶液，所述固相混合料的组成原材料为β -磷酸三钙、 Ca(H2PO4 )2 ·Η20和化学组成为Mna4Zna6Fe2O4的锰锌铁氧体，其中，β _磷酸三钙与Ca(H2PC)4 )2 · H2O的摩尔比为1: O. 8-1. 2，锰锌铁氧体与β -磷酸三钙和Ca (H2PO4) 2 · H2O混合后形成的混合物的重量比为1:4-6。2.根据权利要求1所述的一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥，其特征在于所述锰锌铁氧体由 FeCl3 · 6H20、ZnCl2 和 MnCl2 · 4Η20 制成。3.根据权利要求1所述的一种高强度磁性磷酸钙基骨水泥的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤一)锰锌铁氧体的制备1)按照Mna4Zna6Fe2O4的化学计量比称取FeCl3· 6H20、ZnCl2和MnCl2 · 4Η20配成混合料，在其中加入超纯水配成金属离子总浓度为O. 3mol/L的溶液，在90°C的恒温条件下反应 4h ；反应过程中，在强烈搅拌的条件下向溶液中滴加浓度为lmol/L的NaOH溶液以控制反应溶液的pH值为9. 5-10. 5 ；2)将步骤I)中的反应液以及生成的沉淀物洗涤、离心分离、60...
【专利技术属性】
技术研发人员：李光大，冯书营，赵三团，李萍，乔晓岚，谢蟪旭，何华伟，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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