一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥制造技术

本发明专利技术公开了一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥，包括固体粉末体系和硬化液体系。其中，硬化液体系除了水（包含H

【技术实现步骤摘要】
一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥


[0001]本专利技术涉及骨填充材料，尤其涉及一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥。

技术介绍

[0002]早期的磷酸钙骨水泥（CPC）技术将骨水泥的快速硬化时间作为最重要的研究因素。然而，从近年的CPC用户（外科医生）的反馈表明，理想的CPC应该具有如下特性：（1）CPC粉末和液体很容易混合形成流动性好的糊状物，并能够容易转移到注射器中；（2）CPC具有良好的可注射性，并能够轻松地通过注射针头套管注入到骨缺损部位；（3），注射到骨缺损部位后，CPC糊剂需要有足够长的“操作”时间（working time），在此期间，CPC糊剂保持良好的可塑形状态，使其能够成形、重塑而不损坏膏体以及凝固后的人工骨的质量和强度；以及（4）“操作”时间过后，CPC骨水泥会立即迅速硬化，以便缝合创伤切口。在整个过程中，CPC骨水泥浆必须稳定并在“湿润”的条件下硬化，而不能分解或被体液冲洗进入体腔。
[0003]当前市场上，大多数市售CPC产品使用磷酸钠水溶液作为硬化液组分。这些硬化液通常提供较短的“操作”时间，但硬化时间却较长。例如，史赛克公司的HydroSet产品，医生必须在5分钟内完成水泥的混合、注射及成型，但是骨水泥的硬化需要额外的15分钟左右。
[0004]各种商业磷酸钙骨水泥产品中的磷酸钠水硬化液具有中性的酸碱度pH。
[0005]最近，一种新的CPC骨水泥其硬化液使用磷酸钙溶液，而不是过去常用的磷酸钠溶液。这种产品在某些情况下，CPC的硬化时间很短，但“操作”时间却无法调节。在另外的情况下，一些产品达到了足够长的“操作”时间，但却无法控制终凝时间。这些CPC骨水泥的不足之处在于，骨水泥硬化液的酸性过强，即pH值为2.5或更低。但是，在临床需求上，不同部位的应用却要求磷酸钙骨水泥有不同的初凝时间和不同的终凝时间，比如，脊柱用骨水泥由于其操作的复杂性，要求CPC骨水泥有足够长的“操作”时间，但一旦注射到脊柱后，则要快速立即硬化。然而对于牙科用CPC骨水泥则要求不同，由于口腔环境大量唾液的分泌，牙科用骨水泥要求初凝时间和终凝时间都要快速。
[0006]由于骨水泥的“操作”时间的测量方法尚无统一标准，因此该变量随测量方法的不同而有很大差异。因此，在本专利技术中，我们将使用骨水泥初凝时间（initial setting time）作为评价骨水泥“操作”时间的参数。初凝时间这个指标之所以可以接受，是因为初始凝固是评价骨水泥浆体“不再成型”或“不再塑形”的指标。而骨水泥达到足够强度以便缝合伤口，所需的时间为终凝时间。

技术实现思路

[0007]本专利技术是为了解决上述初凝时间和终凝时间调控上的不足，提供了一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥。
[0008]本专利技术的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥，包括硬化液体系和固体粉末体系，所述硬化液体系除了水（包
含H
+
、OH-）、钙离子、和磷酸根离子（包括PO
43-、HPO
42-、H2PO
4-）以外，包括至少另外一种或几种的M
n
离子；所述固体粉末体系包括以下至少一种含钙的化合物，一水合磷酸二氢钙（MCPM）、无水磷酸二氢钙（MCPA）、无水磷酸氢钙（DCPA）、二水合磷酸氢钙（DCPD）、α-磷酸三钙（α-TCP）、β-磷酸三钙（β-TCP）、无定形磷酸三钙（ACP）、四磷酸钙（TTCP）、氧化钙（CaO）、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸钙、八磷酸钙（OCP）等。
[0009]进一步地，所述硬化液体系中的M
n
离子可以是一种或几种阴离子或阳离子，其中n为+1、+2、+3或-1、-2、-3。包括Na
+
、K
+
、Mg
+
、Sr
+
、Zn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Mn
2+
等。类似地，氯离子也可以被其他阴离子代替，比如F-、NO
3-、SO
42-、HSO
4-、CO
3-、HCO
3-、乙酸根离子、草酸根离子、柠檬酸根离子、乳酸根离子、氨基酸根离子、以及其他有机酸阴离子等。
[0010]进一步地，其他有机酸根离子是有机小分子或有机高分子酸的阴离子H(CH2)
x-(P)
p-(K)
y
（x=0、1、2、3、
…
100000，P为N、O、P元素，p为0、1、2、3、
……
、100000，K=COOH、SO3H、PO3H2，y=1、2、3、
…
、100000）。
[0011]进一步地，所述固体粉末体系还包括碳酸根离子源，目的是在CPC骨水泥产品中形成碳酸化的磷灰石，所述碳酸根离子源是碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸镁、碳酸氢镁、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸锶、碳酸氢锶、碳酸亚铁、碳酸锌或其组合。
[0012]进一步地，所述碳酸根离子源的用量应足够在CPC固化产物中形成0％至30％的碳酸根含量。
[0013]进一步地，所述固体粉末体系还包括柠檬酸、柠檬酸钠或其组合，其用量应该足以在固体和硬化液体系混合时产生0 mol/L至5 mol/L的柠檬酸盐浓度。
[0014]进一步地，所述硬化液体系还包含浓度为0 mol/L至5 mol/L的柠檬酸根离子。
[0015]进一步地，所述硬化液体系还包含0％至10％的液体增稠剂，以改善糊剂的粘结性，所述增稠剂选自黄原胶、瓜尔胶、卡波姆、邹波角叉菜、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、上述增稠剂的盐、或其组合。
[0016]进一步地，所述骨水泥还包括如下一种或几种添加剂，如造孔剂、抗生素或其他药物、不透射线填料、增强填料和增强纤维、以及骨诱导添加剂。
[0017]本专利技术与现有技术相比的优点是：本专利技术具有如下优点： (1)初凝时间（初始硬化时间initial setting time）和终凝时间（完全硬化时间final setting time）的可调控范围更宽；以及(2)酸碱度可调节范围更宽。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术进一步详述。
[0019]本专利技术的一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥，包括硬化液体系和固体粉末体系，所述硬化液体系除了水（包含H
+
、OH-）、钙离子、和磷酸根离子（包括PO
43-、HPO
42-、H2PO
4-）以外，包括至少另外一种或几种的M
n
离子；所述固体粉末体系包括以下至少一种含钙的化合物，一水合磷酸二氢钙（MCPM）、无水磷酸二氢钙（MCPA）、无水磷酸氢钙（DCPA）、二水合磷酸氢钙（DCPD）、α-磷酸三钙（α-TCP）、β-磷酸三钙（β-TCP）、无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥，其特征在于：包括硬化液体系和固体粉末体系，所述硬化液体系除了水（包含H
+
、OH-）、钙离子、和磷酸根离子（包括PO
43-、HPO
42-、H2PO
4-）以外，包括至少另外一种或几种的M
n
离子；所述固体粉末体系包括以下至少一种含钙的化合物，一水合磷酸二氢钙（MCPM）、无水磷酸二氢钙（MCPA）、无水磷酸氢钙（DCPA）、二水合磷酸氢钙（DCPD）、α-磷酸三钙（α-TCP）、β-磷酸三钙（β-TCP）、无定形磷酸三钙（ACP）、四磷酸钙（TTCP）、氧化钙（CaO）、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸钙、八磷酸钙（OCP）等。2.根据权利要求1所述的一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥，其特征在于：所述硬化液体系中的M
n
离子是一种或几种阴离子或阳离子，其中n为+1、+2、+3或-1、-2、-3；包括Na
+
、K
+
、Mg
+
、Sr
+
、Zn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Mn
2+
；类似地，氯离子也可以被其他阴离子代替，比如F-、NO
3-、SO
42-、HSO
4-、CO
3-、HCO
3-、乙酸根离子、草酸根离子、柠檬酸根离子、乳酸根离子、氨基酸根离子、以及其他有机酸阴离子。3.根据权利要求2所述的一种初凝时间和终凝时间可独立调节的自固化磷酸钙骨水泥，其特征在于：其他有机酸根离子是有机小分子或有机高分子酸的阴离子H(CH2)
x-(P)

【专利技术属性】
技术研发人员：董良润，刘思羽，
申请(专利权)人：苏州信和隆医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：