CN102515576B

CN102515576B - 磷酸镁水泥用氧化镁及其制备方法和磷酸镁水泥

Info

Publication number: CN102515576B
Application number: CN201110397845.5A
Authority: CN
Inventors: 韩大庆
Original assignee: Individual
Current assignee: Tianjin Magnesium Biological Technology Co ltd
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-12-05
Also published as: CN102515576A

Abstract

本发明属于医用生物材料领域，公开了一种磷酸镁水泥用氧化镁及其制备方法和磷酸镁水泥，磷酸镁水泥包括磷酸盐、氧化镁、糖和钙盐，所述磷酸盐与氧化镁的重量比为2.5～1∶1，所述氧化镁为两种不同锻烧温度的反应活性不同的氧化镁的混合物，且高温锻烧氧化镁的反应活性要低于低温锻烧的氧化镁的反应活性。方法是根据目标凝固时间，用两种不同煅烧温度反应活性不同的氧化镁配制不同比例氧化镁混合物，求得混合物所获得的水泥的凝固时间；以凝固时间对混合比例作图，画出凝固时间曲线，在曲线上找到目标凝固时间对应的混合物比例；最后根据该比例，使用所述两种不同锻烧温度的氧化镁配置氧化镁混合物。这种材料力学强度、可降解性和生物相容性均得到改善。

Description

磷酸镁水泥用氧化镁及其制备方法和磷酸镁水泥

技术领域

本发明属于医用生物材料；具体来说是一种磷酸镁水泥，涉及对骨骼及其附属结构损伤的治疗，作为骨填充物，用于对骨缺损的治疗，作为骨接合物，用于对断裂的骨骼或重建的韧带固定，还可用于对假体的稳定。

背景技术

磷酸镁水泥(magnesiumphosphatecement，MPC)是由氧化镁和酸性磷酸盐在常温下通过在水介质中的酸碱中和反应所形成的一类磷酸镁盐化学结合陶瓷材料(chemicallybondedmagnesiumphosphateceramics)。这类材料具有下列特点：

1.其性质介于烧结陶瓷和传统水泥之间，合成过程与传统水泥类似，同时还具有烧结陶瓷的结构和特征；

2.快速凝固，质地坚硬，具有膨胀性，能与多种材料形成牢固结合；

3.是全无机、pH中性材料，没有毒性；

4.能在很宽pH范围内保持稳定；

5.由天然矿物合成，原材料来源广泛；

6.具有自结合能力(self-bonding)，即后一层材料能牢固结合前一层已凝固材料；

7.作为生物材料，与皮质骨的密度接近。

在实际应用中，通常磷酸镁盐作为胶结物与添加物组成复合物。材料制备过程通常是这样的，首先将氧化镁和酸性磷酸盐粉末与添加物粉末按比例混合，然后再与作为激活液的一定比例水溶液混合，形成胶状物，在此时进行应用，此后胶状物发生固化反应，形成固化复合物。添加物特征的改变能影响复合物的性状，通过改变添加物的特征，可得到一系列具有所希望特征的材料。

实际应用的MPC根据酸性磷酸盐的不同分为两类；采用磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)的称为铵盐型MPC，采用磷酸二氢钾(KH₂PO₄)的称为钾盐型MPC。铵盐型MPC最早得到开发，因为这种材料在制备中会放出大量的刺激性氨气，污染环境，用途狭窄，只适宜在户外修筑路面使用。钾盐型MPC的开发较晚，用途广泛，已得到开发的领域包括：有毒或放射性物质的包埋材料、建筑材料和生物材料。钾盐型MPC在某种程度上是对铵盐型MPC的替代和升级；它对环境友好，生物相容性和强度更好、粘合性大和可操作性强。铵盐型和钾盐型MPC作为生物材料都已受到深入的研究和开发。我国华东理工大学在铵盐型MPC生物材料的开发方面做了大量基础研究和动物试验，取得了一定的成果，并已有了相关专利授权。国外成功MPC生物材料的开发使用的是钾盐型MPC，一种已取得专利授权的钾盐型MPC已于2009年获得美国FDA批准作为骨缺损填充物在临床使用。最近也有酸性磷酸盐分别采用磷酸二氢钙和磷酸二氢钠的MPC作为生物材料开发的研究报道和相关专利申请。

MPC作为一种新型骨水泥材料弥补了目前临床应用骨水泥的不足，拓广了骨水泥材料的应用领域。迄今为止，临床上使用的无机骨移植/填充材料的99％为钙基复合物。然而由于钙基复合物过高的钙磷比导致的体内降解吸收缓慢和无粘合性使得它们只能充当促进骨形成材料的载体为骨的长入提供支架，而不能为骨愈合提供任何有利的帮助。从生物力学的角度考虑，钙基水泥或填充材料不具有粘接能力，并且在张力条件下十分脆弱，不具备足够的拉伸强度。MPC骨修复材料克服了钙基骨水泥和填料临床应用的局限性。它们不仅具有生物相容性，生物可吸收性，同时还具有强大的粘合力和足够的压缩和拉伸强度以及更快的降解速度；因此，除了可用做骨填充修复物外，MPC的临床应用还扩展到了骨接合固定领域。它们可替代骨钉、骨板粘接断裂的骨端；在韧带和肌腱的重建手术中发挥粘接和固定作用；还可加强和稳定假体和金属固定物；此外，也有促进软骨生长和骨创面止血的作用。随着对这种材料研究的深入，其临床应用还会将不断扩展。例如CN101076344A公开的“多用途生物材料组合物”，公开了采用磷酸或磷酸盐，金属氧化物，含钙化合物以及糖样化合物构成的骨增生生物材料组合物，可用作生物粘合剂、骨和牙科接合剂、骨填料、骨锚和骨移植物的多用途生物材料。其中磷酸盐通常是采用磷酸二氢钾(KH₂PO₄)，金属氧化物为氧化镁，含钙化合物通常为羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)。

凝固时间(settingtime)是水泥类材料非常重要的参数，它直接决定工作时间(workingtime)，工作时间是指在水泥类材料形成过程中，允许人们应用这种材料的时间范围。目前调节MPC的凝固时间主要有两种方法，氧化镁煅烧和添加缓凝剂。对于医学应用，最有效的缓凝剂如硼酸和硼酸盐是不适宜使用的。氧化镁煅烧是最基本调节凝固时间的方法。为了获得合适的凝固时间必须对一系列不同温度和不同时间条件下煅烧的氧化镁进行筛查，以筛选出凝固时间适合的锻烧氧化镁。例如CN101076344A中记载“根据所需的最终特征和凝固时间，经验地确定锻烧的持续时间和温度。但锻烧温度最高为1300℃，并且最多持续几小时”。这样，根据不同凝固时间要求，获得相适应的锻烧氧化镁将非常耗时，且耗费大量能源；更为重要的是，当使用不同批次原料时，由于不同批次原料品质差异，可导致以前获得的煅烧温度参数不再适用，所以上述过程还得重复进行，所以很难保证材料不同批次之间凝固时间的一致性，虽然经过大量筛查，最终获得的氧化镁的凝固时间也与目标凝固时间有差距。

另外，尽管MPC作为生物材料的研究已经取得很大进展，已有一种基于钾盐型MPC生物材料获准在临床使用。但是，MPC作为生物材料的开发仍有许多问题有待解决。对临床应用重要的两个问题是：1.在作为骨粘合剂开发时，材料如何在保证连接稳定的情况下，进一步加快降解速度。目前已开发的MPC生物材料尽管降解速度明显快于磷酸钙盐材料，但仍落后于骨折的正常愈合速度，对骨折的愈合有阻碍作用。2.如何进一步提高材料的生物相容性。从已开发的MPC生物材料动物研究结果来看，这些材料仍存在一定程度的过度炎症反应，对组织愈合产生不利影响。

发明内容

针对目前的MPC生物材料存在的上述问题，本发明的目的就在于提供一种磷酸镁水泥用氧化镁，以及其制备方法，以解决用于磷酸镁水泥的氧化镁锻烧时间和温度要每次筛选或根据经验确定带来的上述诸多不利。

本发明的另一个目的还在于提供一种磷酸镁骨水泥。

为实现本发明的第一个目的，本发明采用的技术方案是：一种磷酸镁水泥用氧化镁，所述氧化镁是两种不同锻烧温度的反应活性不同的氧化镁的混合物，且高温锻烧氧化镁的反应活性要低于低温锻烧氧化镁的反应活性。

凝固时间作为水泥的重要参数，水泥凝固时间的长短取决于组成水泥的反应物的反应活性，反应物反应活性越大，水泥凝固的时间越短，反之反应物的反应活性越小水泥凝固时间越长。为了便于理解和描述清楚，本说明书针对氧化镁和水泥，分别采用“反应活性”和“凝固时间”进行描述。

这种氧化镁混合物，其具体制备方法是：

(1)根据水泥凝固的需要，首先确定目标凝固时间，然后获得两种不同煅烧温度且反应活性不同的氧化镁；经过高温煅烧的氧化镁所获得的水泥凝固时间要大于目标凝固时间，低温煅烧氧化镁所获得的水泥凝固时间要小于目标凝固时间；(2)使用所述两种不同锻烧温度的氧化镁配制不同比例氧化镁混合物，求得这些混合物的凝固时间；(3)然后，以凝固时间对混合比例作图，画出凝固时间曲线，在曲线找到目标凝固时间对应的混合物比例；(4)最后根据所得到的比例，使用所述两种不同锻烧温度的氧化镁配置氧化镁混合物，这样就会使混合物材料的凝固时间接近目标凝固时间。

在上述方法中，不同种类的氧化镁或不同纯度的氧化镁的反应活性也会不同，在本发明中是采用相同的氧化镁，通过不同的锻烧温度来获得不同的氧化镁反应活性。在这里需要指出的是，同一温度不同煅烧时间的氧化镁尽管也可导致凝固时间的差异，但这种凝固时间差异并不十分明显，因此不适用本方法。为了更好应用本方法，两种氧化镁的煅烧温度至少相差50℃以上，最好相差100℃以上，以使其凝固时间相差足够大。另外，所选用的两种不同煅烧温度氧化镁所获得的水泥凝固时间不要过于接近目标凝固时间。

发明人比较了在相同凝固时间，混合煅烧和单纯煅烧氧化镁对水泥材料性能的影响，发现混合煅烧氧化镁能提升磷酸镁水泥材料的粘合性和压缩强度。这可能的原因是，混合煅烧氧化镁存在比单纯煅烧氧化镁反应活性高和反应活性低的成分；其中高反应活性氧化镁可促进材料的膨胀，从而提升了材料的粘合性；低反应活性氧化镁溶解度较低，在材料中形成较大未反应颗粒，从而提升了材料的压缩强度。因此，两种不同温度煅烧的反应活性不同的氧化镁的混合也是提升材料性能的有效方式。

为了实现本发明的第二个目的，本发明提供的一种磷酸镁水泥，包括磷酸盐、氧化镁、糖和钙盐，所述磷酸盐与氧化镁的重量比为2.5～1∶1，其特征在于，所述氧化镁是两种不同锻烧温度的反应活性不同的氧化镁的混合物，且高温锻烧氧化镁的反应活性要低于低温锻烧氧化镁的反应活性。

进一步地还含有占水泥粉体重量0.5～3％的酸性氨基酸，所述酸性氨基酸为谷氨酸或天冬氨酸，或谷氨酸与天冬氨酸的混合物。在机体的pH条件下，加入酸性氨基酸会降低降解产物对体液的碱性化作用，同时所带的负电荷能与金属阳离子，特别是钾离子，产生螯合作用，降低这些离子过多释放产生的副作用。

所述钙盐为羟基磷灰石和半水硫酸钙，其中羟基磷灰石占水泥粉体重量的2～20％，所述半水硫酸钙占水泥粉体重量的0.5～10％。CSH的反应产物为石膏(CaSO₄.2H₂O)，反应式为：

CaSO₄1/2H₂O+3/2H₂O→CaSO₄.2H₂O

石膏的生成具有膨胀性，可进一步加强材料的膨胀性，从而加强材料的粘合强度；石膏也是快速降解相能加速材料的降解，同时也为材料的离子平衡提供了硫酸根。

所述磷酸盐，可以采用磷酸二氢钾，在本发明中优选磷酸盐组合物，包括占水泥粉体重量35～60％的磷酸二氢钾、0～10％的磷酸二氢镁和1～15％的磷酸二氢钠。这三种酸性磷酸盐在材料中的反应产物为：MgKPO₄.6H₂O，MgNaPO₄.6H₂O，MgHPO₄.3H₂O。反应式为：

1)MgO+RH₂PO₄+5H₂O→MgRPO₄.6H₂O；式中R代表K和Na

2)MgO+Mg(H₂PO₄)₂+5H₂O→2MgHPO₄.3H₂O

由于孔隙度对于骨修复材料的骨传导性和可降解性是至关重要的；但同时孔隙度的存在会损害材料的力学性能。如何解决这一矛盾是骨修复材料研制所面临的重要问题。材料中快速降解相的存在能很好解决这一问题。所谓快速降解相是指材料中所含有的在体内比主体成分降解更快的成分。快速降解相的存在能使材料在初始制备时有很少孔隙，因此具有很好的力学性能；但放入体内后，快速降解相迅速降解形成空隙，引导组织长入。当材料中含有几种快速降解相，而且这几种快速降解相能形成降解速度梯度，产生有序降解时，材料的降解速度与组织长入速度容易形成匹配关系；随着组织的长入，材料逐渐发生降解，所长入的组织与材料交织嵌和在一起，产生牢固生物学固定。这种材料构建方法对于作为骨粘合剂的可降解材料是至关重要的，因为它能有效保证材料连接的稳定性。磷酸二氢钠和磷酸二氢镁的溶解度高于磷酸二氢钾，因此形成结晶的反应速度快于磷酸二氢钾；可以增强材料早期的力学强度；同时它们的反应产物也是快速降解相，可加速材料的降解。本发明提供的磷酸镁水泥材料，包含有四种快速降解相，降解速度由快到慢分别是：糖类物质＜CaSO₄·2H₂O＜MgNaPO₁.6H₂O＜MgHPO₄.3H₂O。此外，磷酸二氢钠也是为了取得材料中离子的平衡引入钠离子的途径。机体中富含的离子之间存在既互相拮抗又相互协调的关系，通过引入钠离子，使水泥中含有钾、钠、钙、镁、磷酸根和硫酸根离子，这种关系在维持机体内环境的稳定和保障细胞正常功能具有重要意义。

所述糖占水泥粉体重量的0.5-15％，该糖由蔗糖和0-15％重量百分比的中低分子量右旋糖酐组成。糖类添加物可以增强材料胶体相的抗稀散性和材料自身的粘结性，以及材料的生物活性。糖类添加物也是快速降解相，可加速材料的降解。

酸性磷酸盐复合物与氧化镁的质量比为2.5～1∶1，最佳1.5～1∶1。

本发明的这种磷酸镁水泥，其特点为：

(1)这种生物材料最突出的优势是它具有强大的粘合性，可作为真正意义上的骨粘合剂使用。本发明采用两种不同温度煅烧氧化镁的混合物，能够提升材料的粘合性。另外，MPC材料的粘合性被认为与镁赋予材料膨胀性有关；而且有研究还指出，膨胀性的强弱与MPC的结晶生长速度有关，结晶生长越快，膨胀性越强。在本发明中加入磷酸二氢钠和磷酸二氢镁目的之一，是利于它们的溶解度高于磷酸二氢钾，可快速形成结晶，来提升材料的粘合性。在材料中半水合硫酸钙的使用，其目的之一是，当生成石膏时，石膏也具有很强膨胀性，来进一步增强材料粘合性。

(2)生物相容性好。本发明加入氨基酸，以及通过半水硫酸钙、磷酸二氢钠等化学成份的引入，增加了钠离子、硫酸根离子等，均可提高材料的生物相容性。

(3)引入快速降解相，来加速材料降解，同时由于材料中包含有四种降解速度不同的降解相，产生有序降解时，材料的降解速度与组织长入速度容易形成匹配关系，同时保证材料连接的稳定性。

附图说明

图1为两种不同温度煅烧的氧化镁混合比例对水泥凝固时间的影响图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1氧化镁制备

在下面实施例1-6中，所用氧化镁是两种不同锻烧温度的反应活性不同的氧化镁的混合物，且高温锻烧氧化镁的反应活性要低于低温锻烧氧化镁的反应活性。

以锻烧温度为1300℃和1600℃这种两种氧化镁为原料作为一个实施例，具体说明制备方法：(1)首先根据磷酸镁水泥的要求确定水泥的目标凝固时间，本实施例中凝固时间确定为8分钟，然后使用两种不同锻烧温度的反应活性不同的氧化镁：一种是锻烧温度分别1300℃、锻烧时间为2小时，另一种锻烧温度为1600℃，锻烧时间为5小时。其中使用高温1600℃煅烧的氧化镁获得的水泥凝固时间为20.4分钟，大于目标凝固时间。使用1300℃低温煅烧氧化镁获得的水泥凝固时间为1.6分钟要小于目标凝固时间；(2)使用所述两种不同锻烧温度的氧化镁配制不同比例氧化镁混合物，在20℃，采用GillmoreNeedles法测得不同比例氧化镁混合物用于水泥时水泥的初凝时间；(3)然后，以凝固时间对混合比例作图，画出凝固时间曲线如图1所示，从图中可以看出，随着高反应性氧化镁所占比例的增加，初凝时间逐渐缩短。在曲线上找到目标凝固时间对应8分钟的混合物比例，低温锻烧氧化镁含量为44％；(4)最后根据所得到比例，用前述锻烧温度分别1300℃锻烧时间为2小时和锻烧温度为1600℃锻烧时间为5小时的氧化镁配置氧化镁混合物，这样就会使材料的凝固时间接近目标凝固时间，在20℃，采用GillmoreNeedles法测得氧化镁混合物的初凝时间8.3分钟。这说明混合不同温度煅烧氧化镁以获取目标凝固时间的方法是有效和相当精确的。

实施例2

磷酸镁水泥粉体组成(质量百分数)：氧化镁45％；磷酸二氢钾41％；磷酸二氢钠3％；磷酸二氢镁1％；羟基磷灰石5％；半水合硫酸钙2％；糖类添加物2％，其中蔗糖占90％，右旋糖酐(7万分子量)占10％；谷氨酸1％。

按比列10∶2.5(质量体积比，克/毫升)，将粉体和激活剂水混合，搅拌成膏体状，供注射或直接使用。

实施例3

磷酸镁水泥粉体组成(质量百分数)：氧化镁30％；磷酸二氢钾58％；磷酸二氢钠1％；羟基磷灰石2％；半水合硫酸钙5％；糖类添加物3.5％，其中蔗糖占85％，右旋糖酐(7万分子量)占15％；谷氨酸0.5％。

按比列10∶2.5(质量体积比，克/毫升)，将粉体和水混合，搅拌成膏体状，供注射或直接使用。

实施例4

磷酸镁水泥粉体组成(质量百分数)：氧化镁30％；磷酸二氢钾35％；磷酸二氢钠13％；磷酸二氢镁9％；羟基磷灰石9％；半水合硫酸钙0.5％；糖类添加物1.5％，其中蔗糖占85％，右旋糖酐(7万分子量)占15％；天冬氨酸2％。

按比列10∶2.0(质量体积比，克/毫升)，将粉体和水混合，搅拌成膏体状，供注射或直接使用。

实施例5

磷酸镁水泥粉体组成(质量百分数)：氧化镁30％；磷酸二氢钾35％；磷酸二氢钠3％；磷酸二氢镁1％；羟基磷灰石8％；半水合硫酸钙5％；糖类添加物15％，其中蔗糖占99％，右旋糖酐(7万分子量)占1％；谷氨酸1.5％；天冬氨酸1.5％。

按比列10∶3.2(质量体积比，克/毫升)，将粉体和水混合，搅拌成膏体状，供注射或直接使用。

实施例6

磷酸镁水泥粉体组成(质量百分数)：氧化镁40％；磷酸二氢钾35％；磷酸二氢钠1％；磷酸二氢镁4％；羟基磷灰石4％；半水合硫酸钙9％；糖类添加物6％，其中蔗糖占85％，右旋糖酐(7万分子量)占15％；谷氨酸1％。

按比列10∶2.8(质量体积比，克/毫升)，将粉体和水混合，搅拌成膏体状，供注射或直接使用。

实施例7

磷酸镁水泥粉体组成(质量百分数)：氧化镁30％；磷酸二氢钾35％；磷酸二氢钠15％；羟基磷灰石18％；半水合硫酸钙0.5％；糖类添加物1％，其中蔗糖占85％，右旋糖酐(7万分子量)占15％；谷氨酸0.5％。

按比列10∶3.0(质量体积比，克/毫升)，将粉体和水混合，搅拌成膏体状，供注射或直接使用。

对比实施例

粉体(质量百分数)：氧化镁45％；磷酸二氢钾45％；羟基磷灰石8％；蔗糖占2％；

为验证本发明的上述技术效果，进行下述试验：

(1)在凝固时间接近情况下，混合煅烧和单纯煅烧氧化镁对材料力学性能的影响。

样品A：以实施例2中各组分及其配比，氧化镁采用实施例1中由1300℃和1600℃锻烧的两种氧化镁混合而成，低温锻烧氧化镁含量为44％；

样品B：氧化镁采用煅烧温度为1450℃，煅烧时间为6小时，在20℃，测得此配方的初始凝固时间约7.9分钟，其余组分和配比与样品A相同。

按CN01105373.9专利文献中所描述的方法，测量这两种配方磷酸镁水泥的压缩强度和与骨组织的粘结强度，结果见表1。

表1采用不同氧化镁处理方式的磷酸镁水泥力学性能

样品	凝固时间/min	压缩强度(12h)/MPa	粘接强度(2h)/MPa
				A	8.3	45	3.84
B	7.9	37	3.58

从表1的试验结果表明，两种不同温度煅烧的反应活性不同氧化镁的混合物(样品A)的强度高于样品B，说明两种不同温度煅烧的反应活性不同氧化镁的混合也是提升材料性能的有效方式。

(2)不同配方的磷酸镁水泥力学性能比较

样品C：实施例2中的产品，氧化镁采用两种不同温度煅烧氧化镁混合物，为实施例1中的产品。

样品D：对比实施例中的产品，是CN101076344A专利文献所述的一个实施例，氧化镁采用单纯煅烧氧化镁。

在这两个样品中，氧化镁所占的比例相同，氧化镁和酸性磷酸盐的比例相同，都是1∶1；钙盐比例大致相同；糖类物质比例相同；使用相同的固液比；并且使凝固时间很接近。主要差别在氧化镁处理方式、酸性磷酸盐和钙盐组成。在相同条件下，按CN01105373.9专利文献中所描述的方法，测量这两个样品的压缩强度和与骨组织的粘结强度，结果如表2：

表2采用不同配方的磷酸镁水泥力学性能比较

	压缩强度(12h)/Mpa	粘结强度(2h)/Mpa
			样品C	39.6	3.64
样品D	36.7	2.58

从表2的结果表明，样品C的早期压缩强度和粘合强度优于样品D，特别是粘合强度，可以提升约40％。这充分说明本发明增强材料粘合性的方案是可行和明显有效的。

(3)生物相容性检测

按实施例2配制粉体和激活液，委托天津医药科学研究所-医用生物材料检测研究中心依据GB/T16886进行体外细胞毒性试验、溶血试验、皮内反应试验、急性全身毒性试验，检测材料按临床使用情形制备，结果如表3所示

表3毒性试验结果

检测项目	技术要求	检测结果	结论
				细胞毒性	细胞毒性反应不大于1级	增殖法：0-1级	合格
溶血	溶血率小于5％	溶血率：1.4％	合格
				皮内刺激反应	无皮内刺激反应	刺激指数：0.0	合格
急性全身毒性	无急性全身毒性反应	无毒性反应	合格

由表3的检测结果可知，各项测试全部合格，证明材料无毒，可以用于动物研究。该检测结果也为本发明所说的骨水泥应用打下良好基础。

(4)动物体内试验

采用样品C和样品D，比较它们粘接固定骨折的治疗效果。按文献所报道，确立动物模型和实验方法。

具体如下；成年健康新西兰大白兔24只，雌雄各半，于兔耳缘静脉注入3％戊巴比妥钠静脉麻醉，侧卧位固定，后肢驱血后上止血带。无菌操作下，于两侧胫骨内髁处作皮肤切口，逐层切开，暴露胫骨内髁。在胫骨平台下约0.5cm处与平台成45度，制备双侧胫骨平台骨折模型。随机选择两侧，冲净骨屑，调和样品C和样品D的粉末和激活液，分别填入两侧骨折断端，准确复位，巾钳固定10min后，放松止血带，缝合。术后不作外固定，允许动物自由活动。术后随机选择3d，3、6和8周进行观察，每个时间点6只。观察指标有：X线片，观察材料降解及骨折愈合情况；大体观察，了解骨折块复位及愈合情况；组织学检查，组织切片。实验结果显示，样品C在3周时，出现明显降解和骨小梁组织长入，材料周围无明显炎性细胞浸润，而样品D只有少量降解和骨小梁组织长入，材料周围明显炎性细胞浸润。在8周时，样品C已全部吸收，而样品D还有少量尚未吸收；样品C骨折愈合和塑形良好，未见骨痂和瘢痕组织过度增生，而样品D骨折愈合和塑形较差，可见少量骨痂和瘢痕组织过度增生。以骨折处移位超过骨折线长度10％为判定骨折移位标准时，样品C的移位发生率为2％，而样品D的移位发生率高达35％。

这些结果表明，样品C配方能明显改善材料生物相容性，促进材料的降解，同时保证材料连接的稳定性；从而也充分说明本发明所提出的改进MPC生物材料生物相容性和降解性方案的可行性和有效性。

Claims

1.一种磷酸镁水泥用氧化镁的制备方法，其特征在于：(1)首先确定目标凝固时间，然后获得两种不同煅烧温度的反应活性不同的氧化镁；高温煅烧氧化镁所获得的水泥凝固时间要大于目标凝固时间，低温煅烧氧化镁所获得的水泥凝固时间要小于目标凝固时间；(2)使用所述两种不同锻烧温度的氧化镁配制不同比例氧化镁混合物，求得这些混合物所获得的水泥凝固时间；(3)然后，以凝固时间对混合比例作图，画出凝固时间曲线，在曲线上找到目标凝固时间对应的混合物比例；(4)最后根据所得到比例，使用所述两种不同锻烧温度的氧化镁配制氧化镁混合物，这样就会使混合物材料的凝固时间接近目标凝固时间。

2.一种磷酸镁水泥，包括磷酸盐、氧化镁、糖和钙盐构成的粉体，所述磷酸盐与氧化镁的重量比为2.5～1：1，其特征在于，所述氧化镁是由权利要求1中所述方法获得的两种不同锻烧温度的反应活性不同的氧化镁的混合物，且高温锻烧氧化镁的反应活性要低于低温锻烧氧化镁的反应活性，且两种氧化镁的锻烧温度相差至少50℃；所述钙盐为羟基磷灰石和半水硫酸钙，其中羟基磷灰石占水泥粉体重量的2～20％，所述半水硫酸钙占水泥粉体重量的0.5～10％。

3.如权利要求2所述的磷酸镁水泥，其特征在于：还含有占水泥粉体重量0.5～3％的酸性氨基酸，所述酸性氨基酸为谷氨酸或天冬氨酸，或谷氨酸与天冬氨酸的混合物。

4.如权利要求2或3所述的磷酸镁水泥，其特征在于：所述磷酸盐为磷酸盐组合物，包括占水泥粉体重量35～60％的磷酸二氢钾、0～10％的磷酸二氢镁和1～15％的磷酸二氢钠。

5.如权利要求2或3所述的磷酸镁水泥，其特征在于：所述糖占水泥粉体重量的0.5-15％，该糖由蔗糖和0-15％重量百分比的中低分子量右旋糖酐组成。

6.如权利要求2或3所述的磷酸镁水泥，其特征在于：所述磷酸盐与所述氧化镁质量比为1.5～1:1。