一种高强度骨水泥及其制备方法与应用与流程

本申请涉及骨水泥的，具体涉及一种高强度骨水泥及其制备方法与应用。

背景技术：

1、肩袖撕裂是常见的肌腱损伤，主要表现为肩关节疼痛、活动受限、功能减弱，特别在中老年群体中高发。关节镜下肩袖修复术已成为保守治疗无效时的有效解决方案，目前广泛应用的修复方法包括使用聚醚醚酮(peek)材料制成的带线锚钉。然而，对于伴随骨质疏松的患者，由于骨质量下降，现有螺钉难以获得理想的锚固效果。骨质疏松患者的骨微观结构，如骨小梁和皮质骨的数量，直接影响修复的机械稳定性。

2、为解决骨质疏松患者中骨螺钉锚固不良的问题，临床上采用了骨水泥增强螺钉的技术。聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)作为常用的骨水泥，虽然在强化螺钉抗拔出力方面表现出色，但其弹性模量与松质骨存在较大差异，可能导致相邻骨折或骨水泥渗漏。此外，pmma材料中的单体有毒性，会对心血管和呼吸系统产生不利影响，且由于其生物惰性，无法促进骨整合，并且在修复手术中难以移除螺钉。

3、相比之下，磷酸钙骨水泥(cpc)因其与天然骨的相似性而受到关注。cpc固化后能形成类似羟基磷灰石的矿物质，与骨组织自发结合。然而，cpc存在粘附性差、力学性能不足以及缺乏成骨诱导性的缺点，限制了其广泛应用。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种高强度骨水泥及其制备方法与应用。

2、本申请提供了一种高强度骨水泥，由固相成分和液相成分按照固液比0.3～1g/ml混合得到；

3、所述固相成分具体包括以下重量比的组分：羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：

4、一水磷酸二氢钙：碳酸钙＝15～25：20～40：10～30：10～30：1～10：1～10；

5、所述液相成分选自氯化钠溶液、磷酸盐缓冲液、羟丙基甲基纤维素溶液中的任意一种或多种。

6、针对骨质疏松患者在肩袖撕裂修复过程中锚钉固定强度不足的问题，本申请通过利用合理重量比的原料组分作为固相成分，即羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙＝15～25：20～40：10～30：10～30：1～10：1～10，匹配以特定的液相成分，获得了可注射性强、固化时间短、且力学性能优异的骨水泥材料。

7、本申请旨在开发一种高强度的磷酸钙骨水泥，以增强骨质疏松患者肩袖撕裂修复中的锚钉固定效果。该磷酸钙骨水泥可以形成三维联通的大孔，促进细胞的黏附，可以改善材料与骨组织的结合性能，增殖并可提高骨水泥的力学强度，增强锚钉的固定强度，适应骨质疏松患者的特殊需求。

8、优选地，所述固相成分具体包括以下重量比的组分：羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙＝17～23：25～35：15～25：15～25：4～8：3～9。

9、优选地，所述固相成分具体包括以下重量比的组分：羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙＝19：31：21：19：7：3。

10、优选地，所述磷酸三钙选自α-磷酸三钙、β-磷酸三钙中的任意一种或多种。

11、优选地，所述液相成分选自0.7-1.1wt％的氯化钠溶液、ph＝7.2-7.4的磷酸盐缓冲液、0.5-5wt％的羟丙基甲基纤维素溶液中的任意一种或多种。

12、优选地，所述液相成分由重量比为0.5-1.5：0.5-1.5的0.7-1.1wt％nacl溶液和0.5-5wt％的羟丙基甲基纤维素溶液混合组成。

13、优选地，所述液相成分由重量比为0.5-0.8：1.2-1.5的0.9wt％nacl溶液和1.5-3.5wt％的羟丙基甲基纤维素溶液混合组成。

14、在一个具体的实施方案中，所述nacl溶液的浓度可以为0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％。

15、在一个具体的实施方案中，所述羟丙基甲基纤维素溶液的浓度可以为0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5.0wt％。

16、在一个具体的实施方案中，所述0.9wt％nacl溶液和1.5-3.5wt％的羟丙基甲基纤维素溶液的重量比可以为0.5：0.5、0.5：0.7、0.5：0.8、0.5：1.0、0.5：1.2、0.5：1.3、0.5：1.5、0.7：0.5、0.7：0.8、0.7：1.0、0.7：1.2、0.7：1.3、0.7：1.5、0.8：0.5、0.8：0.7、0.8：1.0、0.8：1.2、0.8：1.3、0.8：1.5、1.0：0.5、1.0：0.7、1.0：0.8、1.0：1.2、1.0：1.3、1.0：1.5、1.2：0.5、1.2：0.7、1.2：0.8、1.2：1.0、1.2：1.3、1.2：1.5、1.3：0.5、1.3：0.7、1.3：0.8、1.3：1.0、1.3：1.2、1.3：1.5、1.5：0.5、1.5：0.7、1.5：0.8、1.5：1.0、1.5：1.2、1.5：1.3。

17、经过试验分析可知，本申请利用上述重量比nacl溶液和羟丙基甲基纤维素溶液，进一步提高了骨水泥材料的综合性能。

18、优选地，所述高强度骨水泥的压缩强度为11～25mpa。

19、第二方面，本申请提供了上述高强度骨水泥的制备方法，具体包括依次进行以下步骤：

20、将固相成分中的原料充分混合均匀，按照固液比加入液相成分；然后将两者混合充分搅拌30s-80s，随后将混合物填充入注射器中，随后注入到模具中，即得。

21、第三方面，本申请提供了上述高强度骨水泥在制备骨修复材料中的应用。

22、综上所述，本申请的技术方案具有以下效果：

23、本申请通过利用合理重量比的原料组分作为固相成分，即羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙＝15～25：20～40：10～30：10～30：1～10：1～10，匹配以特定的液相成分，获得了可注射性强、固化时间短、且力学性能优异的骨水泥材料。

24、本申请通过筛选优化固相成分的用量比和液相成分的种类，进一步提高了骨水泥材料的综合性能。

技术特征：

1.一种高强度骨水泥，其特征在于，由固相成分和液相成分按照固液比0.3~1g/ml混合得到；

2.根据权利要求1所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述固相成分具体包括以下重量比的组分：羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙=17~23：25~35：15~25：15~25：4~8：3~9。

3.根据权利要求2所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述固相成分具体包括以下重量比的组分：羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙=19：31：21：19：7：3。

4.根据权利要求1所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述磷酸三钙选自α-磷酸三钙、β-磷酸三钙中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述液相成分选自0.7-1.1wt%的氯化钠溶液、ph=7.2-7.4的磷酸盐缓冲液、0.5-5wt%的羟丙基甲基纤维素溶液中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述液相成分由重量比为0.5-1.5：0.5-1.5的0.7-1.1wt% nacl溶液和0.5-5wt%的羟丙基甲基纤维素溶液混合组成。

7.根据权利要求6所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述液相成分由重量比为0.5-0.8：1.2-1.5的0.9wt% nacl溶液和1.5-3.5wt%的羟丙基甲基纤维素溶液混合组成。

8.根据权利要求1所述的高强度骨水泥，其特征在于，所述高强度骨水泥的压缩强度为11~25mpa。

9.如权利要求1-8任一项所述高强度骨水泥的制备方法，其特征在于，具体包括依次进行以下步骤：

10.如权利要求1-8任一项所述高强度骨水泥在制备骨修复材料中的应用。

技术总结本申请涉及骨水泥的技术领域，具体公开了一种高强度骨水泥及其制备方法与应用。本申请公开的一种高强度骨水泥，由固相成分和液相成分按照固液比0.3~1g/mL混合得到；固相成分具体包括以下重量比的组分：羟基磷灰石：磷酸三钙：磷酸四钙：磷酸氢二钠：一水磷酸二氢钙：碳酸钙=15~25：20~40：10~30：10~30：1~10：1~10；液相成分选自氯化钠溶液、磷酸盐缓冲液、羟丙基甲基纤维素溶液中的任意一种或多种。本申请还提供了上述高强度骨水泥的制备方法与应用。利用本申请提供的技术方案，制备得到的骨水泥的固化时间短，且力学性能优异。技术研发人员：孔庆俊,黎建波,张耀东,徐倩受保护的技术使用者：百奥派格（重庆）生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6