一种具有抗氧化特性的可注射性骨水泥及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及骨水泥，尤其是具体涉及一种具有抗氧化特性的可注射性骨水泥及其 制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 骨质疏松症的标志是骨密度降低、骨强度降低，它是以骨折风险增加为特征的全 身骨代谢紊乱性疾病；其中老年人骨质疏松发病率较高。骨质疏松症及骨质疏松性骨折已 成为世界性关注的严重公众健康社会问题，中国现有骨质疏松症患者9000万，占总人口的 7. 1% ;随着社会老龄化的进程，骨质疏松症的发病率仍呈上升趋势，预计到2050年将增加 到2. 21亿，其中约一半以上的骨质疏松性骨折将发生在中国。
[0003] 骨质疏松症的根本是骨微结构的破坏，但骨组织有正常的钙化，且钙盐与基质呈 正常比例，因此发病多缓慢，易引起骨折。目前，临床上对于骨质疏松性骨折，主要采用非药 物的固定手段，但由于骨质疏松性骨折患者的骨质量较差，很难进行有效的内固定，且固定 部位弹性模量较大，从而增加相邻的节段发生再骨折的风险。
[0004] 骨质疏松症及骨质疏松性骨折的局部治疗是一种新型技术手段。通过在易于发生 骨质疏松性骨折的部位应用抗骨质疏松药物或促进骨形成的生长因子和生物材料，或在骨 折部位直接填充上述材料，不但可可以达到提高局部骨质疏松骨的骨密度、改善骨微结构 和生物力学性质的目的，还避免了骨质疏松样本的内固定问题。
[0005] 磷灰石骨水泥（Calcium phosphate cement，CPC)是一类新型的、具有良好生物相 容性和生物活性的骨修复材料，可在生理条件下自行固化，并可根据骨缺损部位任意塑型 并，其水化产物羟基磷灰石是人体骨骼组织的主要无机组成成分。还有研宄发现，CPC具有 良好的生物降解性和骨传导性，可在人体环境中逐步降解吸收并被新生骨组织替代，克服 了自/异体骨、丙烯酸骨水泥、生物陶瓷等骨修复材料的不足。但随着研宄的深入，常规CPC 显现出了一些不足之处，如流动性很差、固化速度慢、力学强度较差、降解速率低等，这些不 足限制了其在更广泛领域的应用。目前，对CPC进行改性以提高其理化和生物学性能正成 为生物医用材料界研宄的重点之一。
[0006] 由磷酸四钙和磷酸氢钙体系、硫酸钙体系制得的CPC固化产物是化学计量的羟基 磷灰石（HAP)，其钙磷比（Ca/P)为1.67,在体内可降解和吸收，但可注射性较差，加压情况 下会出现固液分离；为了改善其注射性能，添加表面活性剂改善粉液间结合状态，可得到流 动性较好的CPC粉末。
[0007] β-胡萝卜素有维生素 A源之称，是一种重要的人体生理功能活性物质。近年来， 有关胡萝卜素对人体作用的研宄异常活跃。大量研宄证实，胡萝卜素的许多生物 功能与人类健康有密切关系，其在抗氧化、解毒、抗癌、预防心血管疾病，防治白内障和保护 肝脏方面的生理作用已被越来越多地证实并应用于疾病的预防和治疗。研宄表明，β-胡 萝卜素可通过与自由基的结合而减小其对细胞的伤害作用。
[0008] 到目前为止，对于将两者结合的可注射性骨水泥进行研宄和探索的工作还未见报 道。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有的骨水泥流动性差、力学强度不适 宜、生物相容性有待改善、降解速度太慢的缺陷，而提供一种流动性能好、机械强度适宜、生 物相容性好、降解性能优良的用于治疗骨质疏松性骨折的具有抗氧化特性的可注射性骨水 泥及其制备方法和用途。
[0010] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有抗氧化特性的可注 射性骨水泥，骨水泥由粉体和液体组成，粉体包含硫酸盐、磷酸盐、分散剂和β-胡萝卜素， β -胡萝卜素占骨水泥粉体总质量的0. 1% -1%。
[0011] 所述液体为柠檬酸钠、磷酸氢钠和去离子水中的一种或几种组成。
[0012] 所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素和聚乙烯醇中的一种或 几种组合，所述的分散剂占骨水泥粉体总质量的0. 01% -0. 3%。
[0013] 所述磷酸盐是磷酸四钙、磷酸三钙、磷酸氢钙中的一种或几种，硫酸盐是半水硫酸 钙和硫酸钙中的一种或两种组成。
[0014] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制备方法，包括如下步骤：
[0015] (1)将硫酸盐、磷酸盐和β-胡萝卜素粉体以及分散剂按质量比混合均匀，其中 β-胡萝卜素占粉体总质量的〇. 1% -1 %，分散剂占粉体总质量的〇.〇1 % -0.3% ;
[0016] (2)加入固化的液体搅拌均匀即可，固化的液体的加入量和步骤⑴中所制备的 粉体混合物比为I. 5g/mL-2. Og/mL。
[0017] 所述固化的液体为去离子水。
[0018] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，在作为骨修复材料中的用途。
[0019] 本发明的有益效果是：本发明的可注射骨水泥具有流动性好、快凝的特点，能够微 创注射，并在生理环境下自行固化，固化时间短，抗压强度接近松质骨需求，固化产物主要 为羟基磷灰石。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明抗氧化生物活性骨水泥的抗压强度图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明：
[0022] 本发明的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，骨水泥由粉体和液体组成，粉 体包含硫酸盐、磷酸盐、分散剂和β-胡萝卜素，β-胡萝卜素占骨水泥粉体总质量的 〇· im
[0023] 所述液体为柠檬酸钠、磷酸氢钠和去离子水中的一种或几种组成。
[0024] 所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素和聚乙烯醇中的一种或 几种组合，所述的分散剂占骨水泥粉体总质量的〇. 01% -〇. 3%。
[0025] 所述磷酸盐是磷酸四钙、磷酸三钙、磷酸氢钙中的一种或几种，硫酸盐是半水硫酸 钙和硫酸钙中的一种或两种组成。
[0026] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制备方法，包括如下步骤：
[0027] (1)将硫酸盐、磷酸盐和胡萝卜素粉体以及分散剂按质量比混合均匀，其中 β-胡萝卜素占粉体总质量的〇. 1% -1 %，分散剂占粉体总质量的〇.〇1 % -0.3% ;
[0028] (2)加入固化的液体搅拌均匀即可，固化的液体的加入量和步骤（1)中所制备的 粉体混合物比为I. 5g/mL-2. Og/mL。
[0029] 所述固化的液体为去离子水。
[0030] 上述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，在作为骨修复材料中的用途。
[0031] 本发明制备微创可注射骨水泥，使其具有骨修复功能，用于防治骨质疏松性骨折。 可注射材料在修复骨的同时，也能促进新骨形成，从而防治骨质疏松性骨折；骨水泥材料的 微孔有利于骨细胞/组织的长入，从而提高材料的降解性，促进骨修复。
[0032] 本发明添加抗氧化剂β -胡萝卜素，达到防止与骨水泥接触的骨组织及骨周围组 织老化和衰老引起的疾病；其代谢产物维生素 A具有促细胞生长能力，对新骨的生长有促 进作用，从而促进骨组织长入。
[0033] 所述的分散剂为本领域常规，用量为本领域常规，较佳地，所述分散剂的用量为占 所述CPC粉体质量的0. 01% -0. 3%。
[0034] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件。
[0035] 实施例1-4抗氧化生物活性的可注射性骨水泥及其浆体的制备：
[0036] 骨水泥粉末由摩尔比为1 : 2的磷酸四钙和磷酸氢钙、适量的其他磷酸盐、硫酸盐 以及β-胡萝卜素、分散剂混合制备，其中β-胡萝卜素粉末质量占0. 1%-1%，分散剂的 用量为占 CPC质量的0.01% -0.3%。
[0037] 实施例中所用骨水泥粉末的组成见表1。四种骨水泥均采用去离子水为固化液。
[0038] 表1几种骨水泥粉末的组成
[0039]
【主权项】
1. 一种具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，其特征在于，骨水泥由粉体和液体组成， 粉体包含硫酸盐、磷酸盐、分散剂和e-胡萝卜素，e-胡萝卜素占骨水泥粉体总质量的 〇? im
2. 根据权利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，其特征在于，所述液体 为柠檬酸钠、磷酸氢钠和去离子水中的一种或几种组成。
3. 根据权利要求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 剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素和聚乙烯醇中的一种或几种组合，所述的分 散剂占骨水泥粉体总质量的0.Ol% -〇. 3%。
4. 根据权利要求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 盐是磷酸四钙、磷酸三钙、磷酸氢钙中的一种或几种，硫酸盐是半水硫酸钙和硫酸钙中的一 种或两种组成。
5. -种如权利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： (1) 将硫酸盐、磷酸盐和胡萝卜素粉体以及分散剂按质量比混合均匀，其中胡 萝卜素占粉体总质量的〇. 1% -1 %，分散剂占粉体总质量的〇. 01% -〇. 3% ; (2) 加入固化的液体搅拌均匀即可，固化的液体的加入量和步骤（1)中所制备的粉体 混合物比为I. 5g/mL_2.Og/mL。
6. 根据权利要求5所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥的制备方法，其特征在 于，所述固化的液体为去离子水。
7. 如权利要求1所述的具有抗氧化特性的可注射性骨水泥，在作为骨修复材料中的用 途。
【专利摘要】本发明公开了一种具有抗氧化特性的可注射性骨水泥及其制备方法和用途，骨水泥由粉体和液体两部分组成，其中粉体由磷酸盐、硫酸盐和β-胡萝卜素粉体组成，液体由柠檬酸钠、磷酸氢钠以及去离子水中的一种或多种组成。该骨水泥由包括如下步骤的制备方法制备而得：(1)将磷酸盐、硫酸盐和β-胡萝卜素粉体以及分散剂按质量比混合均匀，其中β-胡萝卜素占总质量的0.1％-1％，分散剂占总质量的0.01％-0.3％；(2)加入固化的液体搅拌均匀即可，固化的液体的加入量和(1)中所制备的粉体混合物比为1.5g/mL-2.0g/mL。本发明所制备的骨水泥具有可注射、强度高的特点，能够在生理环境下自行快速固化，具有良好的生物活性以及抗氧化、骨细胞诱导特性。
【IPC分类】A61L27-54, A61L27-50, A61L27-12
【公开号】CN104784752
【申请号】CN201510193933
【发明人】李朝阳, 邸勋, 崔永顺, 吕维加
【申请人】山东明德生物医学工程有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月22日