一种弱碱性的复合骨水泥材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于医用材料技术领域，公开了一种弱碱性的复合骨水泥材料及其制备方法和应用。该复合骨水泥材料包括固体组分和液体组分；固体组分包括弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃，弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃的化学组成为aXO

【技术实现步骤摘要】
一种弱碱性的复合骨水泥材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于医用材料
，涉及一种弱碱性的复合骨水泥材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着老龄化社会的加剧，基于老龄化导致的组织修复再生需求已成为社会面临的主要问题之一，比如骨质疏松性骨折直接导致了骨修复生物材料需求量的极大提高。
[0003]聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥因其具力学强度高，有良好的可塑性及室温下快速固化等优点，被广泛用于骨科修复材料
，也逐渐应用于糖尿病导致的皮肤溃疡的覆盖和快速血管化领域。但是由于PMMA的生物惰性，植入体内后只能形成纤维包裹，无法与骨形成牢固的骨性结合界面。因此植入缺损的骨质疏松椎体一段时间后，易发生滑脱、移位等问题，重新并发性引起患者背部疼痛和邻近椎体骨折，从而限制了PMMA骨水泥在骨修复材料领域中的应用。
[0004]针对以上缺点，已有研究团队将生物活性玻璃掺入PMMA骨水泥基体中从而赋予PMMA骨水泥一定的生物活性和骨整合性，如CN104922731A(专利技术名称为复合骨水泥前体、锶硼酸盐生物玻璃/聚甲基丙烯酸甲酯复合骨水泥的制备方法和应用)，该专利公开了生物活性玻璃降引入惰性材料基体后，能有效地赋予其生物活性以及骨整合性能。但是该专利公开的复合骨水泥降解后会形成较高碱性微环境，对人体会带来一定的安全隐患。比如生物活性玻璃基材料植入局部骨组织后，过高的碱性微环境会抑制组织再生相关细胞的活性和功能表达，甚至导致溶血；又如生物活性玻璃用于皮肤修复，其降解后形成的较高碱性微环境会引起皮肤灼烧感，从而一定程度上可能增加皮肤局部炎症。因此，基于植入体内降解后形成的较高碱性微环境，组织修复复合材料基体中引入生物活性玻璃的含量往往不够高，从而也一定程度上限制对于复合材料生物学性能的提升。
[0005]因此，需要优化生物活性玻璃降解后形成的过高碱性微环境，以实现复合基体的高含量生物活性玻璃掺杂，从而制备兼具高生物活性和低碱性的复合材料，以实现更优的体内生物安全性和组织再生修复性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种弱碱性的复合骨水泥材料及其制备方法和应用。本专利技术所述复合骨水泥材料中包括弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃降解后呈弱碱性，因此，在复合骨水泥材料中，弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃添加量高，使得所述复合骨水泥材料具有高的生物活性特点，优化了复合骨水泥的体内外生物安全性和组织修复性能。
[0007]本专利技术的第一方面提供一种弱碱性的复合骨水泥材料。
[0008]具体的，一种弱碱性的复合骨水泥材料，包括固体组分和液体组分；
[0009]所述固体组分包括弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、显影剂；
[0010]所述液体组分包括甲基丙烯酸甲酯(MMA)和聚合活化剂；
[0011]所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃的化学组成为aXO
·
bB2O3·
cP2O5·
dSiO2·
eY2O，其中a、b、c、d和e为摩尔份数，a为4
‑
39，b为5
‑
15、17
‑
35、37
‑
53或55
‑
65，c为1
‑
10，d为0
‑
60，e为2
‑
12，X为Ca、Mg、Sr中的一种或多种，Y为Na和/或K。
[0012]优选的，所述显影剂包括氧化锆和/或硫酸钡。
[0013]优选的，所述固体组分还包括过氧化苯甲酰(BPO)。
[0014]优选的，所述聚合活化剂包括N,N
‑
二甲基对甲苯胺和/或对苯二酚。
[0015]优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃中，e的取值范围为5
‑
10。当Y同时为Na和K时，e表示Na2O和K2O的摩尔份数之和。
[0016]优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃中，a的取值范围为34
‑
39。当X同时为Ca、Mg、Sr时，a表示MgO、CaO和SrO的摩尔份数之和。
[0017]优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃的化学组成为3Na2O
·
2K2O
·
8MgO
·
25CaO
·
27B2O3·
2P2O5·
27SiO2·
6SrO、3Na2O
·
4K2O
·
8MgO
·
23CaO
·
27B2O3·
2P2O5·
27SiO2·
6SrO、4Na2O
·
6K2O
·
8MgO
·
20CaO
·
27B2O3·
2P2O5·
27SiO2·
6SrO或3Na2O
·
4K2O
·
8MgO
·
16CaO
·
27B2O3
·
2P2O5·
27SiO2·
13SrO。
[0018]优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃中还包括ZnO和/或CuO。
[0019]优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为30万
‑
150万；进一步优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为40万
‑
100万。
[0020]优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃在所述固体组分中的质量百分含量为大于20％，小于等于70％；进一步优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃在所述固体组分中的质量百分含量为大于20％，小于等于60％；更优选的，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃在所述固体组分中的质量百分含量为30
‑
50％。
[0021]优选的，所述显影剂在所述固体组分中的质量百分含量为18
‑
32％；进一步优选的，所述显影剂在所述固体组分中的质量百分含量为20
‑
30％。
[0022]优选的，所述过氧化苯甲酰在所述固体组分中的质量百分含量为0.1
‑
1.6％；进一步优选的，所述过氧化苯甲酰在所述固体组分中的质量百分含量为0.2
‑
1.5％。
[0023]优选的，所述固体组分，按照质量百分含量计，包括弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃20.1
‑
60％、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)30
‑
61.9％、显影剂10
‑
39.9％。
[0024]优选的，所述固体组分，按照质量百分含量计，包括弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃20.1
‑
60％、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)8.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合骨水泥材料，其特征在于，包括固体组分和液体组分；所述固体组分包括弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、显影剂；所述液体组分包括甲基丙烯酸甲酯和聚合活化剂；所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃的化学组成为aXO
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bB2O3·
cP2O5·
dSiO2·
eY2O，其中a、b、c、d和e为摩尔份数，a为4
‑
39，b为5
‑
15、17
‑
35、37
‑
53或55
‑
65，c为1
‑
10，d为0
‑
60，e为2
‑
12，X为Ca、Mg、Sr中的一种或多种，Y为Na和/或K。2.根据权利要求1所述的复合骨水泥材料，其特征在于，所述显影剂包括氧化锆和/或硫酸钡。3.根据权利要求1所述的复合骨水泥材料，其特征在于，所述固体组分还包括过氧化苯甲酰。4.根据权利要求1所述的复合骨水泥材料，其特征在于，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃中，e的取值范围为5
‑
10。5.根据权利要求1所述的复合骨水泥材料，其特征在于，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃中，a的取值范围为34
‑
39。6.根据权利要求1所述的复合骨水泥材料，其特征在于，所述弱碱性硼硅酸盐生物活性玻璃的化学组成为3Na2O
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2K2O
·
8MgO
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25CaO
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27B2O3·
2P2O5·
27SiO2·
6SrO、3Na2O
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4K2O
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8MgO
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23CaO
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27B2O3·
2P2O5·
27SiO2·
6SrO、4Na2O
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘浩波，崔旭，张浩，李红龙，柳春玉，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：