骨水泥显影剂及其制备方法和应用以及包括其的骨水泥与流程

本发明涉及骨科修复医用材料，尤其是涉及一种骨水泥显影剂及其制备方法和应用以及包括其的骨水泥。

背景技术：

1、在骨科手术中，经皮穿刺椎体成形术已成为椎体转移性肿瘤、椎体原发性肿瘤、骨质疏松引起的椎体压缩性骨折等疾病的微创治疗方法，主要通过经皮穿刺向椎体内注射pmma骨水泥强化椎体来达到治疗目的。但现有市场上的骨水泥产品存在着一些根本性的问题，因为经皮穿刺注射时通常需要在x光机的监视下进行，以免骨水泥泄露给手术操作和病人带来危害，这就要求骨水泥具有良好的显影性，显影剂材料是骨水泥不可缺少的重要组成部分，用于显示、跟踪植入人工关节周边骨组织生长的情况。

2、一般来说，骨水泥显影剂分为含碘类和非碘类。目前骨水泥所采用的显影剂材料主要为非碘类baso4或者zro2等含有金属无机盐化合物。这些材料具有低刺激性、高密度与良好的对比性，能够有效地起到显影效果，但是对人体存在着一系列的不良影响，例如神经毒害、细胞形变等，并且在骨水泥中与高分子基质之间相互作用力弱、结合性能差，不能形成有效的整体，显影剂容易与骨水泥发生相分离，降低骨水泥力学性能，例如用于人工关节时易导致人工关节磨损与松动，缩短人工关节的使用寿命。因此，现有骨水泥显影剂生物相容性一般，而且对骨水泥力学性能有负面影响，可能会导致人工关节磨损及松动。

3、近年来，也提出了一些改善骨水泥显影剂生物相容性和力学性能的方案，例如：

4、1、降低显影剂颗粒尺寸。目前通常是将微米级硫酸钡或氧化镁和纳米级硫酸钡或氧化镁作为显影剂添加到骨水泥中，虽然与添加微米级显影剂骨水泥相比，添加纳米显影剂骨水泥具有更好的力学性能、显影性等，但是纳米级颗粒在骨水泥中极易团聚，分散性较差；其次，骨水泥颗粒和高分子基质之间相互作用力弱、结合性能差，不能形成有效的整体，容易发生骨水泥与显影剂的相分离。

5、2、替换为磷酸铋等其他物质。有结果表明，添加磷酸铋能显著增强骨水泥的显影性能，当添加磷酸铋达到9%以上时，骨水泥获得了明显的显影效果，添加磷酸铋使骨水泥粘度下降，可注射性显著提高,抗压强度增大，凝结时间延长，但磷酸铋加入量大于 12%时会使材料强度明显下降。

6、3、骨水泥聚合物本身与碘结合。有研究发现将碘作为显影剂引入到骨水泥中时，在一定程度上，骨水泥的显影性能和力学性能略微有所提高，但是，由于在骨水泥聚合过程中碘不可能全部参与聚合，含碘原子单体可能会从骨水泥中析出，进入人体环境，对人体关节造成一定的不良影响。

7、因此，有鉴于上述现有骨水泥显影剂的不足，在保证显影性的同时，研究开发出一种生物相容性好、力学强度佳，生物降解性能优异， 能够有效改善骨水泥生物活性的骨水泥显影剂，变得十分必要和迫切。

8、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种骨水泥显影剂，该骨水泥显影剂包括利用碘类物质对聚多巴胺微球进行表面修饰的表面改性聚多巴胺微球。经过上述碘类物质表面修饰后的聚多巴胺微球在具有显影性的同时，具有优良生物相容性及生物降解性，能够有效改善骨水泥的生物活性和力学性能。

2、本发明的第二目的在于提供一种骨水泥显影剂的制备方法。

3、本发明的第三目的在于提供一种骨水泥，该骨水泥包括上述骨水泥显影剂。

4、本发明的第四目的在于提供一种上述骨水泥显影剂或骨水泥的应用。

5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

6、本发明提供的一种骨水泥显影剂，所述骨水泥显影剂包括表面改性的聚多巴胺微球；

7、其中，所述表面改性包括利用碘类物质对聚多巴胺微球进行表面修饰。

8、进一步的，所述聚多巴胺微球的粒径为250~500nm，优选为300nm。

9、进一步的，所述表面改性的碘类物质包括碘海醇、碘比醇、碘克沙醇和碘佛醇中的至少一种，优选为对碘海醇。

10、本发明提供的一种上述骨水泥显影剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

11、将聚多巴胺微球悬浮分散于缓冲液中，制得聚多巴胺微球悬浮液；然后加入碘类物质充分混合反应，随后离心，得到骨水泥显影剂；

12、优选地，所述缓冲液包括三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液（tris-hcl），三羟甲基氨基甲烷缓冲液(tris)中的至少一种，优选为三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液；

13、进一步的，所述聚多巴胺微球与碘类物质的质量比为1~2：0.75~1.5，优选为1：1。

14、进一步的，所述将聚多巴胺微球悬浮分散于缓冲液中的方法为超声分散；

15、优选地，所述超声分散的功率为500~800w，优选为500w；

16、优选地，所述超声分散的时间为20~30 min，优选为30min。

17、进一步的，所述混合反应为磁力搅拌反应，所述磁力搅拌反应的时间为3~5 h，优选为4h；

18、优选地，所述离心的转数为8000~10000rpm/min,优选为10000 rpm/min；

19、优选地，所述离心的时间为10~20min，优选为15min。

20、进一步的，所述制备方法还包括对离心得到的骨水泥显影剂进行清洗和干燥的步骤。

21、优选地，所述清洗的溶液包括乙醇、超纯水中的至少一种，优选为乙醇；

22、优选地，所述干燥的温度为50~70℃，优选为60℃。

23、本发明提供的一种骨水泥，所述骨水泥包括上述骨水泥显影剂。

24、本发明提供的上述骨水泥显影剂或上述骨水泥在制备医用骨科修复生物材料中的应用。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

26、本发明提供的骨水泥显影剂，该骨水泥显影剂包括表面改性的聚多巴胺微球；其中，所述表面改性包括利用碘类物质对聚多巴胺微球进行表面修饰。经过上述碘类物质表面修饰后的聚多巴胺微球在具有显影性且不影响骨水泥力学性能的同时，能够有效改善骨水泥的生物相容性能。

27、本发明提供的骨水泥显影剂的制备方法，该制备方法为将聚多巴胺微球悬浮分散于缓冲液中，制得聚多巴胺微球悬浮液；然后加入碘类物质充分混合反应，随后离心，得到骨水泥显影剂；上述制备方法具有加工工艺简单，易于操作的优势。

28、本发明提供的骨水泥，该骨水泥包括上述骨水泥显影剂。由上述骨水泥显影剂的特性所决定，上述骨水泥具有生物相容性好、力学强度佳的优势。

29、本发明提供的上述骨水泥显影剂或骨水泥可以广泛应用于医用骨科修复生物材料的制备中。

技术特征：

1.一种骨水泥显影剂，其特征在于，所述骨水泥显影剂包括表面改性的聚多巴胺微球；

2.根据权利要求1所述的骨水泥显影剂，其特征在于，所述聚多巴胺微球的粒径为250~500nm，优选为300nm。

3.根据权利要求1所述的骨水泥显影剂，其特征在于，所述表面改性的碘类物质包括碘海醇、碘比醇、碘克沙醇和碘佛醇中的至少一种，优选为碘海醇。

4.一种根据权利要求1~3任一项所述的骨水泥显影剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的骨水泥显影剂的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺微球与碘类物质的质量比为1~2：0.75~1.5，优选为1：1。

6.根据权利要求4所述的骨水泥显影剂的制备方法，其特征在于，所述将聚多巴胺微球悬浮分散于缓冲液中的方法为超声分散；

7.根据权利要求4所述的骨水泥显影剂的制备方法，其特征在于，所述混合反应为磁力搅拌反应，所述磁力搅拌反应的时间为3~5 h，优选为4h；

8.根据权利要求4所述的骨水泥显影剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括对离心得到的骨水泥显影剂进行清洗和干燥的步骤；

9.一种骨水泥，其特征在于，所述骨水泥包括权利要求1~3任一项所述的骨水泥显影剂。

10.如权利要求1~3任一项所述的骨水泥显影剂或如权利要求9所述的骨水泥在制备医用骨科修复生物材料中的应用。

技术总结本发明提供了一种骨水泥显影剂及其制备方法和应用以及包括其的骨水泥，涉及骨科修复医用材料技术领域。上述骨水泥显影剂包括表面改性的聚多巴胺微球；其中，所述表面改性包括利用碘类物质对聚多巴胺微球进行表面修饰。经过上述碘类物质表面修饰后的聚多巴胺微球在具有显影性的同时，具有优良生物相容性及生物降解性，将其应用于骨水泥中能够有效改善骨水泥的生物活性和力学性能。技术研发人员：聂洪涛,张凯,张洪玮,李芝颖受保护的技术使用者：北京邦塞科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10