一种磷酸镁骨水泥及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种磷酸镁骨水泥及其制备方法，该磷酸镁骨水泥至少包括按如下质量份数计的组分：100～400份烧结氧化镁，100份磷酸盐和5～80份复合缓凝剂；其中，烧结氧化镁为盐湖提锂副产氧化镁的煅烧产物。复合缓凝剂包括葡萄糖、蔗糖、氯化物中的至少两种混合物，还可包括柠檬酸。该磷酸酶骨水泥的制备方法包括步骤：将烧结氧化镁、磷酸盐和复合缓凝剂混合、球磨得到磷酸镁骨水泥。该复合缓凝剂可应用于骨修复手术中。根据本发明的磷酸镁骨水泥不仅降低了水化反应速度和水化温度，同时该磷酸镁骨水泥的强度满足要求；且操作简单，成本较低。
【专利说明】一种磷酸镁骨水泥及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医用生物材料【技术领域】，具体地讲，涉及一种磷酸镁骨水泥及其制备 方法和应用。
【背景技术】
[0002] 磷酸镁水泥（Magnesia-Phosphate Cement，MPC)主要由烧结氧化镁、磷酸盐和缓 凝剂按一定比例配制而成，具有快凝、高早强的特性。早在1945年Brookhaven实验室就将 MPC用作建筑物的快速修补材料。作为一类无机胶粘剂，MPC与磷酸钙骨水泥（CPC)类似， 能在人体生理环境下自行固化，水化产物为磷酸盐类生物矿石，生物相容性好。多年研宄表 明，MPC具有良好的生物相容性和生物降解性，是一种理想的骨缺损修复材料，但由于MPC 具有水化反应速度快及水化放热量极大两大问题，导致其长期以来都未受到人们足够的重 视和研宄。如MPC在绝热条件下，最高水化温度达到近70°C，这些问题一直未得到很好的解 决。
[0003] 磷酸镁水泥的水化反应其实质是一个以酸碱中和反应为基础的放热反应，反应速 度很快，反应过程放出大量的热量，这些热量又进一步加速了体系的反应速度，导致体系的 凝结速度很快，几分钟之内就会迅速凝结硬化，快凝特性严重影响了磷酸镁水泥的推广并 限制了它的应用范围。
[0004] 作为快速修补材料，目前，磷酸镁水泥缓凝可采用以下方法：1、加入缓凝剂硼砂、 硼酸和三聚磷酸钠等；2、减小死烧MgO活性与细度；3、适当提高磷酸盐的含量；4、冷却拌合 用水。这些方法可适当减缓水化反应速度，降低水化温度，但是存在一定的局限性，且不适 用于磷酸镁骨水泥的应用。
[0005] 专利CN102807335A提出了一种利用自包覆控制水化反应合成磷酸镁生物骨水泥 的方法，该方法有效地控制了水化反应速度和水化放热温度，将磷酸镁骨水泥的凝结时间 从包覆前的〇. 7min?4min延长至包覆后的6min?17min，放热温度峰值则由55. 1°C? 70. 5°C降至32. 6°C?38. 3°C，具有了一定有益效果。但本专利所涉及磷酸镁骨水泥，其以 盐湖提锂过程中的副产品含硼氧化镁为原料，经高温煅烧获得医用级烧结氧化镁，原料上 的差异导致了上述方法具有了局限性，同时上述方法将一些无机离子引入，会对人体的体 液环境产生干扰，导致人体功能下降甚至引起人体中毒，副作用明显。
【发明内容】
[0006] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种磷酸镁骨水泥及其制备方法 和应用，该磷酸镁骨水泥通过在其中添加复合缓凝剂，达到了降低磷酸镁骨水泥的水化反 应速度和水化温度的目的。
[0007] 为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
[0008] 一种磷酸镁骨水泥，至少包括按如下质量份数计的组分：100?400份烧结氧化 镁，100份磷酸盐和5?80份复合缓凝剂；其中，所述烧结氧化镁为盐湖提锂副产氧化镁的 煅烧产物。
[0009] 进一步地，所述复合缓凝剂包括葡萄糖、蔗糖、氯化物中的至少两种混合物；其中， 所述葡萄糖、蔗糖、氯化物的质量分数均不超过50%。
[0010] 进一步地，所述复合缓凝剂还包括柠檬酸；其中，所述柠檬酸占所述复合缓凝剂的 质量分数不超过10%。
[0011] 进一步地，所述氯化物包括氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙中的至少一种。
[0012] 进一步地，所述磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐中的至少一种。
[0013] 进一步地，所述磷酸二氢盐包括磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵中的至少一 种。
[0014] 本发明的另一目的在于提供了一种上述磷酸镁骨水泥的制备方法，包括步骤：将 所述烧结氧化镁、磷酸盐和复合缓凝剂混合、球磨得到所述磷酸镁骨水泥。
[0015] 进一步地，所述烧结氧化镁是盐湖提锂副产氧化镁在温度为800°C?1400°C、煅 烧3h?6h获得的煅烧产物。
[0016] 进一步地，球磨时间为5min?60min，所述磷酸镁骨水泥的粒径为5 μ m? 100 μ m〇
[0017] 本发明的另一目的还在于提供了一种上述磷酸镁骨水泥在骨修复手术中的应用。
[0018] 本发明通过在制备磷酸镁骨水泥的过程中添加复合缓凝剂，不仅起到了降低磷酸 镁骨水泥的水化反应速度和水化温度的目的，同时复合缓凝剂的加入不会大幅度降低该磷 酸镁骨水泥的强度，不改变其水化产物的组成和形貌；且操作简单，成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点 将变得更加清楚，附图中：
[0020] 图1是根据本发明的实施例的磷酸镁骨水泥的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实 施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施 例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明 的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护范围。
[0023] 实施例1
[0024] 图1是根据本发明的实施例的磷酸镁骨水泥的制备方法的流程图。
[0025] 参照图1，根据本发明的实施例的磷酸镁骨水泥的制备方法包括步骤：
[0026] 步骤110 :将盐湖提锂副产品含硼氧化镁在1000°C煅烧3h，制成医用级烧结氧化 镁。其中，本实施例的烧结氧化镁是指：富含氧化镁的镁渣（即本实施例的盐湖提锂副产品 含硼氧化镁）经过高温煅烧后，使其中的氧化镁组分全部或部分转化为氧化镁晶体。该氧 化镁晶体具有一定的活性，活性氧化镁的存在有助于磷酸镁骨水泥形成骨架结构。高温煅 烧的温度范围可在800°C?1400°C之间。
[0027] 对盐湖提锂副产品含硼氧化镁在煅烧前后各离子的质量分数进行了分析，结果如 表1所示；对经过煅烧后的烧结氧化镁中的有毒有害元素的含量也进行了分析，结果如表2 所示。
[0028] 表 1
【权利要求】
1. 一种磷酸镁骨水泥，其特征在于，至少包括按如下质量份数计的组分：100?400份 烧结氧化镁，100份磷酸盐和5?80份复合缓凝剂； 其中，所述烧结氧化镁为盐湖提锂副产氧化镁的煅烧产物。
2. 根据权利要求1所述的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述复合缓凝剂包括葡萄糖、蔗 糖、氯化物中的至少两种；其中，所述葡萄糖、蔗糖、氯化物的质量分数均不超过50%。
3. 根据权利要求2所述的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述复合缓凝剂还包括柠檬酸； 所述柠檬酸占所述复合缓凝剂中的质量分数不超过10 %。
4. 根据权利要求3所述的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述氯化物包括氯化钠、氯化 镁、氯化钾、氯化钙中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸 氢盐、磷酸二氢盐中的至少一种。
6. 根据权利要求5所述的磷酸镁骨水泥，其特征在于，所述磷酸二氢盐包括磷酸二氢 钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵中的至少一种。
7. -种如权利要求1-6任一所述的磷酸镁骨水泥的制备方法，其特征在于，包括步骤： 将所述烧结氧化镁、磷酸盐和复合缓凝剂混合、球磨得到所述磷酸镁骨水泥。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烧结氧化镁是盐湖提锂副产氧 化镁在温度为800°C?1400°C、煅烧3h?6h获得的煅烧产物。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，球磨时间为5min?60min，所述磷酸 镁骨水泥的粒径为5 y m?100 y m。
10. 如权利要求1-6任一所述的磷酸镁骨水泥在骨修复手术中的应用。
【文档编号】A61L27/12GK104496395SQ201410704840
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】董金美, 肖学英, 余红发, 文静, 李颖, 常成功, 郑卫新 申请人:中国科学院青海盐湖研究所