本发明专利技术提供了一种钉道增强用骨水泥，属于骨修复技术领域。所述骨水泥由骨水泥粉体和固化液组成，以所述骨水泥粉体的总质量为100％计，所述骨水泥粉体由40％～85％钙磷盐、5％～30％硫酸钙、1％～30％生物活性玻璃及0.1％～5％抗溃散剂组成；所述钙磷盐由酸性钙磷盐和碱性钙磷盐组成。所述骨水泥具备良好的生物力学特性、生物活性(可降解、骨传导性、骨诱导性)、良好的操作性能(理想的操作凝固时间、抗溃散性)、安全(无毒、无放热)等特点。
1、骨质疏松症(osteoporosis，op)导致患病人群骨量低下，骨微结构损坏，骨脆性增加，易发生骨折等特点，同时对退行性疾病的治疗也带来严重的威胁。在骨质疏松区域使用固定系统后，骨内应力分布易改变，出现应力折射区，易造成内固定钉松动或拔出，固定系统的失效会严重影响骨愈合，成为手术的潜在风险。为增强内固定系统强度，降低骨质疏松症对内固定钉造成的不良影响，骨水泥钉道增强技术应运而生。
2、使用骨水泥钉道增强技术在临床上主要有两种方法，一种是将骨水泥注射进钉道内，在骨水泥固定前，插入内固定钉，使骨水泥附着在钉体表面；另外一种插入空心螺钉，钉头处开有小孔，骨水泥通过空心通道注射进入后，从小孔处扩散进入骨组织。理想的钉道强化材料应当满足：可注射性、易操作性、不透x线性、适宜的黏滞性、合适的凝结时间、低聚合温度、合适的机械强度、生物相容性、生物活性、合适的降解速度、骨诱导生成能力以及合理的价格。
3、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)是应用最早且最广泛的椎弓根螺钉钉道强化材料，也是目前临床上唯一批准使用的椎弓根螺钉骨水泥钉道强化材料，且已被证实是一种能有效提高骨质疏松症患者椎弓根钉稳定性的方式，可将椎弓根螺钉抗拔出强度增加到147％到300％，在临床应用对螺钉稳定性的增强效果已经得到充分证实，目前仍然是椎弓根钉道强化技术首选的强化材料。随着pmma强化椎弓根螺钉的逐步临床应用，pmma存在的以下潜在风险和并发症也逐渐被骨科医生认识和重视。
>4、(1)首先，pmma骨水泥固化后弹性模量过高，与松质骨弹性模量不匹配导致应力转移到邻近节段椎间盘和椎体，容易造成术后邻近节段椎体骨折和椎间盘退变，甚至易出现近端交界处后凸或近端交界处失败。(2)pmma骨水泥缺乏骨传导性，同时还缺乏多孔结构，因此骨水泥周围几乎没有骨整合和骨长入，造成骨水泥与周围骨组织结合较弱，因而导致骨水泥-骨复合体的强度不足；而且，在疲劳应力的作用下，骨水泥-骨界面易发生松动，最终导致治疗失败，在椎体成型术中已有骨水泥移位的相关报道。(3)pmma聚合时放热以及残留mma单体毒性可能导致周围组织坏死。(4)对于有些需要将椎弓根钉取出的病例，从螺钉-骨水泥-骨复合体中取出螺钉将极其困难，甚至因螺钉与pmma之间的粘结强度太高，会产生一些附加损伤。(5)pmma由于不可降解，注入椎体后长期留存，致使pmma既是深部感染，也是浅表感染的危险因素。5、与pmma相比，磷酸钙骨水泥(cpc)、硫酸钙骨水泥(csc)、羟基磷灰石(hac)、磷酸三钙(tcp)及各类生物复合材料具有生物可吸收性，并具有引导成骨爬行替代作用，凝固过程中无放热反应，异物反应性小。2021年美国fda批准anika公司旗下产品增加缝合锚钉固定适应症。tactoset(可注射骨替代品)是一种基于磷酸钙的生物相容性骨移植替代物，其粉体由磷酸三钙[ca3(po4)2]、碳酸钙[caco3]和磷酸钙[ca(h2po4)2]的α相组成，液体组分由磷酸二钠[na2hpo4]、柠檬酸[c6h8o7]、透明质酸(ha)、注射用水组成，该材料体系可提高两倍抗拔出强度，但力学增强作用仍低于pmma，且抗溃散效果较差。
技术实现思路
1、本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前临床上还没有可以同时满足生物力学特性、生物活性(可降解、骨传导性、骨诱导性)、良好的操作性能(理想的凝固时间、抗溃散性)、安全(无毒、无放热)等特点的钉道增强骨水泥产品。
2、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种具备良好的生物力学特性、生物活性、操作性能、安全等特点的钉道增强用骨水泥。
3、本专利技术实施例的骨水泥带来的优点和技术效果为：
4、(1)本专利技术实施例的骨水泥通过对固相组分的设计，使反应相中发生固化反应，即钙磷盐材料体系中酸性钙磷盐与碱性钙磷盐水环境条件下发生酸碱中和反应，生成羟基磷灰石和水，从而可以提升体系抗拔出强度；而且通过酸性钙磷盐与碱性钙磷盐的酸碱反应进行钙磷盐溶解并不断沉积羟基磷灰石，可以实现骨水泥的可注射自固化的功能。
5、(2)本专利技术实施例的骨水泥中掺杂有硫酸钙，能够定向调配骨水泥的降解性能，使其与人体骨生长相匹配。
6、(3)本专利技术实施例的骨水泥含有生物活性玻璃，能为体系中反应生成的羟基磷灰石提供形核位点，加速酸性钙磷盐与碱性钙磷盐反应生成羟基磷灰石，提高骨水泥的生物活性，有效刺激诱导成骨细胞基因表达，促进成骨细胞分化，同时生物活性玻璃的加入可以提升骨水泥抗菌性能。
7、(4)本专利技术实施例的钉道增强用骨水泥含有抗溃散剂，能通过与体系中钙磷盐中钙离子置换，发生络合反应，形成多重互穿网络，提高体系抗溃散及可注射性能，防止黏胶状态下被骨组织中血液及体液冲散，可同时实现骨水泥传统钉道注射与中空钉注射两种注射方式。
8、(5)本专利技术实施例的骨水泥中各种组分均无毒，涉及的反应也会放热，安全性高。
9、在一些实施例中，所述酸性钙磷盐选自磷酸氢钙、磷酸氢钙一水合物、磷酸钙二水合物和氯磷酸钙中的至少一种；和/或，所述碱性钙磷盐选自α-磷酸三钙、β-磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸八钙、氟磷灰石和无定型磷酸钙中的至少一种。
10、在一些实施例中，以所述骨水泥粉体的总质量为100％计，所述酸性钙磷盐的质量分数为20％～60％；和/或，所述碱性钙磷盐的质量分数为20％～60％；
11、在一些实施例中，所述酸性钙磷盐和所述碱性钙磷盐的质量之比为(0.33-1.6):1。
12、在一些实施例中，所述钙磷盐的中位粒径为1～1000μm，其中，所述酸性钙磷盐的中位粒径为1～1000μm，和/或，所述碱性钙磷盐的中位粒径为1～500μm。
13、在一些实施例中，所述酸性钙磷盐的中位粒径为1～200μm，和/或，所述碱性钙磷盐的中位粒径为1～100μm。
14、在一些实施例中，所述酸性钙磷盐和所述碱性磷酸盐的中位粒径之比为(0.6-2):1。
15、在一些实施例中，所述硫酸钙选自无水硫酸钙、半水硫酸钙和二水硫酸钙中的至少一种。
16、在一些实施例中，所述硫酸钙为半水硫酸钙。
17、在一些实施例中，所述硫酸钙的中位粒径为1～800μm。
18、在一些实施例中，所述硫酸钙的中位粒径为1～100μm。
19、在一些实施例中，所述生物活性玻璃选自45s、58s、60s、63s、70s、77s、80s、85s、s53p4、13/91和a/w系统生物活性玻璃中的至少一种。
20、在一些实施例中，所述生物活性玻璃的中位粒径为1～3mm。
21、在一些实施例中，所述生物活性玻璃的中位粒径为1～200μm。
22、在一些实施例中，所述抗溃散剂选自羧甲基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钉道增强用骨水泥，其特征在于，由骨水泥粉体和固化液组成，以所述骨水泥粉体的总质量为100％计，所述骨水泥粉体由40％～85％钙磷盐、5％～30％硫酸钙、1％～30％生物活性玻璃及0.1％～5％抗溃散剂组成；所述钙磷盐由酸性钙磷盐和碱性钙磷盐组成。
2.根据权利要求1所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述酸性钙磷盐选自磷酸氢钙、磷酸氢钙一水合物、磷酸钙二水合物和氯磷酸钙中的至少一种；和/或，所述碱性钙磷盐选自α-磷酸三钙、β-磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸八钙、氟磷灰石和无定型磷酸钙中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，以所述骨水泥粉体的总质量为100％计，所述酸性钙磷盐的质量分数为20％～60％；和/或，所述碱性钙磷盐的质量分数为20％～60％；任选地，所述酸性钙磷盐和所述碱性钙磷盐的质量之比为(0.33-1.6):1。
4.根据权利要求1或2所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述钙磷盐的中位粒径为1～1000μm，其中，所述酸性钙磷盐的中位粒径为1～1000μm，和/或，所述碱性钙磷盐的中位粒径为1～500μm；优选地，所述酸性钙磷盐的中位粒径为1～200μm，和/或，所述碱性钙磷盐的中位粒径为1～100μm；更优选地，所述酸性钙磷盐和所述碱性磷酸盐的中位粒径之比为(0.6-2):1。
5.根据权利要求1所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述硫酸钙选自无水硫酸钙、半水硫酸钙和二水硫酸钙中的至少一种；优选地，所述硫酸钙为半水硫酸钙。
6.根据权利要求1或5所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述硫酸钙的中位粒径为1～800μm；优选地，所述硫酸钙的中位粒径为1～100μm。
7.根据权利要求1所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述生物活性玻璃选自45s、58s、60s、63s、70s、77s、80s、85s、S53P4、13/91和A/W系统生物活性玻璃中的至少一种。
8.根据权利要求1或7所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述生物活性玻璃的中位粒径为1～3mm；优选地，所述生物活性玻璃的中位粒径为1～200μm。
9.根据权利要求1所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述抗溃散剂选自羧甲基纤维素钠、乙二醇、单甘油醚、山梨醇、甘露醇/山梨醇酐缩合物、丝氨酸配位化合物、透明质酸、琼脂糖、藻酸盐、酪蛋白、胶原、纤维素、弹性蛋白、纤维蛋白、明胶、壳聚糖、丝、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氨酯、聚丙烯、聚己内酯、聚乙烯吐咯烷酮、聚乙烯醇、聚酯胺、聚碳酸酯和聚四氟乙烯中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述骨水泥粉体的松装密度为0.3～3g/mL；优选地，所述骨水泥粉体的松装密度为0.7～1.3g/mL。
...
【技术特征摘要】
1.一种钉道增强用骨水泥，其特征在于，由骨水泥粉体和固化液组成，以所述骨水泥粉体的总质量为100％计，所述骨水泥粉体由40％～85％钙磷盐、5％～30％硫酸钙、1％～30％生物活性玻璃及0.1％～5％抗溃散剂组成；所述钙磷盐由酸性钙磷盐和碱性钙磷盐组成。
2.根据权利要求1所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述酸性钙磷盐选自磷酸氢钙、磷酸氢钙一水合物、磷酸钙二水合物和氯磷酸钙中的至少一种；和/或，所述碱性钙磷盐选自α-磷酸三钙、β-磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸八钙、氟磷灰石和无定型磷酸钙中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，以所述骨水泥粉体的总质量为100％计，所述酸性钙磷盐的质量分数为20％～60％；和/或，所述碱性钙磷盐的质量分数为20％～60％；任选地，所述酸性钙磷盐和所述碱性钙磷盐的质量之比为(0.33-1.6):1。
4.根据权利要求1或2所述的钉道增强用骨水泥，其特征在于，所述钙磷盐的中位粒径为1～1000μm，其中，所述酸性钙磷盐的中位粒径为1～1000μm，和/或，所述碱性钙磷盐的中位粒径为1～500μm；优选地，所述酸性钙磷盐的中位粒径为1～200μm，和/或，所述碱性钙磷盐的中位粒径为1～100μm；更优选地，所述酸性钙磷盐和所述碱性磷酸盐的中位粒径之比为(0.6-2):1。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：李梅，樊振兴，刘闯，王丽娜，刘金罐，董骧，
申请(专利权)人：北京纳通医学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。