一種具有抗氧化特性的可注射性骨水泥及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及骨水泥，尤其是具體涉及一種具有抗氧化特性的可注射性骨水泥及其 制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 骨質(zhì)疏松癥的標(biāo)志是骨密度降低、骨強(qiáng)度降低，它是以骨折風(fēng)險(xiǎn)增加為特征的全 身骨代謝紊亂性疾??；其中老年人骨質(zhì)疏松發(fā)病率較高。骨質(zhì)疏松癥及骨質(zhì)疏松性骨折已 成為世界性關(guān)注的嚴(yán)重公眾健康社會(huì)問題，中國現(xiàn)有骨質(zhì)疏松癥患者9000萬，占總?cè)丝诘?7. 1% ;隨著社會(huì)老齡化的進(jìn)程，骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率仍呈上升趨勢，預(yù)計(jì)到2050年將增加 到2. 21億，其中約一半以上的骨質(zhì)疏松性骨折將發(fā)生在中國。
[0003] 骨質(zhì)疏松癥的根本是骨微結(jié)構(gòu)的破壞，但骨組織有正常的鈣化，且鈣鹽與基質(zhì)呈 正常比例，因此發(fā)病多緩慢，易引起骨折。目前，臨床上對(duì)于骨質(zhì)疏松性骨折，主要采用非藥 物的固定手段，但由于骨質(zhì)疏松性骨折患者的骨質(zhì)量較差，很難進(jìn)行有效的內(nèi)固定，且固定 部位彈性模量較大，從而增加相鄰的節(jié)段發(fā)生再骨折的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 骨質(zhì)疏松癥及骨質(zhì)疏松性骨折的局部治療是一種新型技術(shù)手段。通過在易于發(fā)生 骨質(zhì)疏松性骨折的部位應(yīng)用抗骨質(zhì)疏松藥物或促進(jìn)骨形成的生長因子和生物材料，或在骨 折部位直接填充上述材料，不但可可以達(dá)到提高局部骨質(zhì)疏松骨的骨密度、改善骨微結(jié)構(gòu) 和生物力學(xué)性質(zhì)的目的，還避免了骨質(zhì)疏松樣本的內(nèi)固定問題。
[0005] 磷灰石骨水泥（Calcium phosphate cement，CPC)是一類新型的、具有良好生物相 容性和生物活性的骨修復(fù)材料，可在生理?xiàng)l件下自行固化，并可根據(jù)骨缺損部位任意塑型 并，其水化產(chǎn)物羥基磷灰石是人體骨骼組織的主要無機(jī)組成成分。還有研宄發(fā)現(xiàn)，CPC具有 良好的生物降解性和骨傳導(dǎo)性，可在人體環(huán)境中逐步降解吸收并被新生骨組織替代，克服 了自/異體骨、丙烯酸骨水泥、生物陶瓷等骨修復(fù)材料的不足。但隨著研宄的深入，常規(guī)CPC 顯現(xiàn)出了一些不足之處，如流動(dòng)性很差、固化速度慢、力學(xué)強(qiáng)度較差、降解速率低等，這些不 足限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，對(duì)CPC進(jìn)行改性以提高其理化和生物學(xué)性能正成 為生物醫(yī)用材料界研宄的重點(diǎn)之一。
[0006] 由磷酸四鈣和磷酸氫鈣體系、硫酸鈣體系制得的CPC固化產(chǎn)物是化學(xué)計(jì)量的羥基 磷灰石（HAP)，其鈣磷比（Ca/P)為1.67,在體內(nèi)可降解和吸收，但可注射性較差，加壓情況 下會(huì)出現(xiàn)固液分離；為了改善其注射性能，添加表面活性劑改善粉液間結(jié)合狀態(tài)，可得到流 動(dòng)性較好的CPC粉末。
[0007] β-胡蘿卜素有維生素 A源之稱，是一種重要的人體生理功能活性物質(zhì)。近年來， 有關(guān)胡蘿卜素對(duì)人體作用的研宄異?；钴S。大量研宄證實(shí)，胡蘿卜素的許多生物 功能與人類健康有密切關(guān)系，其在抗氧化、解毒、抗癌、預(yù)防心血管疾病，防治白內(nèi)障和保護(hù) 肝臟方面的生理作用已被越來越多地證實(shí)并應(yīng)用于疾病的預(yù)防和治療。研宄表明，β-胡 蘿卜素可通過與自由基的結(jié)合而減小其對(duì)細(xì)胞的傷害作用。
[0008] 到目前為止，對(duì)于將兩者結(jié)合的可注射性骨水泥進(jìn)行研宄和探索的工作還未見報(bào) 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，為了克服現(xiàn)有的骨水泥流動(dòng)性差、力學(xué)強(qiáng)度不適 宜、生物相容性有待改善、降解速度太慢的缺陷，而提供一種流動(dòng)性能好、機(jī)械強(qiáng)度適宜、生 物相容性好、降解性能優(yōu)良的用于治療骨質(zhì)疏松性骨折的具有抗氧化特性的可注射性骨水 泥及其制備方法和用途。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有抗氧化特性的可注 射性骨水泥，骨水泥由粉體和液體組成，粉體包含硫酸鹽、磷酸鹽、分散劑和β-胡蘿卜素， β -胡蘿卜素占骨水泥粉體總質(zhì)量的0. 1% -1%。
[0011] 所述液體為檸檬酸鈉、磷酸氫鈉和去離子水中的一種或幾種組成。
[0012] 所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纖維素和聚乙烯醇中的一種或 幾種組合，所述的分散劑占骨水泥粉體總質(zhì)量的0. 01% -0. 3%。
[0013] 所述磷酸鹽是磷酸四鈣、磷酸三鈣、磷酸氫鈣中的一種或幾種，硫酸鹽是半水硫酸 鈣和硫酸鈣中的一種或兩種組成。
[0014] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制備方法，包括如下步驟：
[0015] (1)將硫酸鹽、磷酸鹽和β-胡蘿卜素粉體以及分散劑按質(zhì)量比混合均勻，其中 β-胡蘿卜素占粉體總質(zhì)量的〇. 1% -1 %，分散劑占粉體總質(zhì)量的〇.〇1 % -0.3% ;
[0016] (2)加入固化的液體攪拌均勻即可，固化的液體的加入量和步驟⑴中所制備的 粉體混合物比為I. 5g/mL-2. Og/mL。
[0017] 所述固化的液體為去離子水。
[0018] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，在作為骨修復(fù)材料中的用途。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的可注射骨水泥具有流動(dòng)性好、快凝的特點(diǎn)，能夠微 創(chuàng)注射，并在生理環(huán)境下自行固化，固化時(shí)間短，抗壓強(qiáng)度接近松質(zhì)骨需求，固化產(chǎn)物主要 為羥基磷灰石。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明抗氧化生物活性骨水泥的抗壓強(qiáng)度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0022] 本發(fā)明的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，骨水泥由粉體和液體組成，粉 體包含硫酸鹽、磷酸鹽、分散劑和β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素占骨水泥粉體總質(zhì)量的 〇· im
[0023] 所述液體為檸檬酸鈉、磷酸氫鈉和去離子水中的一種或幾種組成。
[0024] 所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纖維素和聚乙烯醇中的一種或 幾種組合，所述的分散劑占骨水泥粉體總質(zhì)量的〇. 01% -〇. 3%。
[0025] 所述磷酸鹽是磷酸四鈣、磷酸三鈣、磷酸氫鈣中的一種或幾種，硫酸鹽是半水硫酸 鈣和硫酸鈣中的一種或兩種組成。
[0026] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制備方法，包括如下步驟：
[0027] (1)將硫酸鹽、磷酸鹽和胡蘿卜素粉體以及分散劑按質(zhì)量比混合均勻，其中 β-胡蘿卜素占粉體總質(zhì)量的〇. 1% -1 %，分散劑占粉體總質(zhì)量的〇.〇1 % -0.3% ;
[0028] (2)加入固化的液體攪拌均勻即可，固化的液體的加入量和步驟（1)中所制備的 粉體混合物比為I. 5g/mL-2. Og/mL。
[0029] 所述固化的液體為去離子水。
[0030] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，在作為骨修復(fù)材料中的用途。
[0031] 本發(fā)明制備微創(chuàng)可注射骨水泥，使其具有骨修復(fù)功能，用于防治骨質(zhì)疏松性骨折。 可注射材料在修復(fù)骨的同時(shí)，也能促進(jìn)新骨形成，從而防治骨質(zhì)疏松性骨折；骨水泥材料的 微孔有利于骨細(xì)胞/組織的長入，從而提高材料的降解性，促進(jìn)骨修復(fù)。
[0032] 本發(fā)明添加抗氧化劑β -胡蘿卜素，達(dá)到防止與骨水泥接觸的骨組織及骨周圍組 織老化和衰老引起的疾病；其代謝產(chǎn)物維生素 A具有促細(xì)胞生長能力，對(duì)新骨的生長有促 進(jìn)作用，從而促進(jìn)骨組織長入。
[0033] 所述的分散劑為本領(lǐng)域常規(guī)，用量為本領(lǐng)域常規(guī)，較佳地，所述分散劑的用量為占 所述CPC粉體質(zhì)量的0. 01% -0. 3%。
[0034] 下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí) 施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件。
[0035] 實(shí)施例1-4抗氧化生物活性的可注射性骨水泥及其漿體的制備：
[0036] 骨水泥粉末由摩爾比為1 : 2的磷酸四鈣和磷酸氫鈣、適量的其他磷酸鹽、硫酸鹽 以及β-胡蘿卜素、分散劑混合制備，其中β-胡蘿卜素粉末質(zhì)量占0. 1%-1%，分散劑的 用量為占 CPC質(zhì)量的0.01% -0.3%。
[0037] 實(shí)施例中所用骨水泥粉末的組成見表1。四種骨水泥均采用去離子水為固化液。
[0038] 表1幾種骨水泥粉末的組成
[0039]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，其特征在于，骨水泥由粉體和液體組成， 粉體包含硫酸鹽、磷酸鹽、分散劑和e-胡蘿卜素，e-胡蘿卜素占骨水泥粉體總質(zhì)量的 〇? im
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，其特征在于，所述液體 為檸檬酸鈉、磷酸氫鈉和去離子水中的一種或幾種組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，其特征在于，所述分散 劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纖維素和聚乙烯醇中的一種或幾種組合，所述的分 散劑占骨水泥粉體總質(zhì)量的0.Ol% -〇. 3%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，其特征在于，所述磷酸 鹽是磷酸四鈣、磷酸三鈣、磷酸氫鈣中的一種或幾種，硫酸鹽是半水硫酸鈣和硫酸鈣中的一 種或兩種組成。
5. -種如權(quán)利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 將硫酸鹽、磷酸鹽和胡蘿卜素粉體以及分散劑按質(zhì)量比混合均勻，其中胡 蘿卜素占粉體總質(zhì)量的〇. 1% -1 %，分散劑占粉體總質(zhì)量的〇. 01% -〇. 3% ; (2) 加入固化的液體攪拌均勻即可，固化的液體的加入量和步驟（1)中所制備的粉體 混合物比為I. 5g/mL_2.Og/mL。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制備方法，其特征在 于，所述固化的液體為去離子水。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，在作為骨修復(fù)材料中的用 途。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有抗氧化特性的可注射性骨水泥及其制備方法和用途，骨水泥由粉體和液體兩部分組成，其中粉體由磷酸鹽、硫酸鹽和β-胡蘿卜素粉體組成，液體由檸檬酸鈉、磷酸氫鈉以及去離子水中的一種或多種組成。該骨水泥由包括如下步驟的制備方法制備而得：(1)將磷酸鹽、硫酸鹽和β-胡蘿卜素粉體以及分散劑按質(zhì)量比混合均勻，其中β-胡蘿卜素占總質(zhì)量的0.1％-1％，分散劑占總質(zhì)量的0.01％-0.3％；(2)加入固化的液體攪拌均勻即可，固化的液體的加入量和(1)中所制備的粉體混合物比為1.5g/mL-2.0g/mL。本發(fā)明所制備的骨水泥具有可注射、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，能夠在生理環(huán)境下自行快速固化，具有良好的生物活性以及抗氧化、骨細(xì)胞誘導(dǎo)特性。
【IPC分類】A61L27-54, A61L27-50, A61L27-12
【公開號(hào)】CN104784752
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510193933
【發(fā)明人】李朝陽, 邸勛, 崔永順, 呂維加
【申請(qǐng)人】山東明德生物醫(yī)學(xué)工程有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日