CN104027838B - 快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥及制备方法，配制柠檬酸三钠溶液，用相同浓度柠檬酸溶液调至中性；在柠檬酸钠溶液的基础上添加羧化壳聚糖得到柠檬酸钠-羧化壳聚糖溶液，再添加甘油配制固化液；若固化液长期不用，将其保存于4℃环境，使用前预溶；将磷酸氢钙与β-磷酸三钙和羟基磷灰石粉末混合得到复合骨水泥粉末；将骨水泥粉末与固化液进行调和，即可得到快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥。本发明提供的骨水泥的制备方法，其所用原料简单，增强效果显著，适于在不同无机钙基骨水泥体系中推广使用，可大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物医用材料技术领域的方法，具体是一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥及制备方法。
背景技术
壳聚糖及其衍生物由于其生物相容性好、可降解、对骨水泥有明显增强作用受到广泛关注。但由于壳聚糖必须溶解在酸性溶液中，而酸性溶液很大程度上限制了骨水泥作为修复材料的生物安全性。羧化壳聚糖是壳聚糖中的一种常见衍生物，能溶于中性溶液，由于其高分子链能充分伸展和羧基的亲水性，具有较好的保湿能力，有利于磷酸钙的水化结晶。
相较于传统的以磷酸盐溶液为缓冲体系的中性固化液，以柠檬酸钠溶液作为固化液调和骨水泥，具有更好的可注射性和耐稀散性，一定压力下不发生固液分离，且成型后具有较大抗压强度。但由于柠檬酸钠含大量羧酸根离子，对钙离子具有较大螯合能力，阻碍了钙离子参加水化结晶反应形成羟基磷灰石，从而大大延长了骨水泥的固化时间，在37℃、100%湿度下放置24h以上仍难以固化。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥及制备方法。
一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：配制柠檬酸三钠溶液，用相同浓度柠檬酸溶液调至中性；
第二步：在柠檬酸钠溶液的基础上添加羧化壳聚糖得到柠檬酸钠-羧化壳聚糖溶液，再添加甘油配制固化液；
第三步：若固化液长期不用，将其保存于4℃环境，使用前预溶；
第四步：将磷酸氢钙与β-磷酸三钙和羟基磷灰石粉末混合得到复合骨水泥粉末；
第五步：将骨水泥粉末与固化液进行调和，即可得到快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥。
第一步所述的中性的柠檬酸钠溶液中柠檬酸钠的摩尔浓度为0.1-1M。
第二步所述的柠檬酸钠-羧化壳聚糖溶液中柠檬酸钠的质量分数为0.1-1M，羧化壳聚糖的质量分数为0.01-1%，甘油的质量分数为0-30%。
第二步所述的配制方式为室温溶解或60℃以下加热助溶，还可以辅以机械搅拌或磁力搅拌。
第三步所述的预溶方式为在37℃以下加热使固化液成为可流动的液体。
第四步所述的复合骨水泥粉末中含磷酸氢钙的质量分数为0-30%、羟基磷灰石的质量分数为0-10%、β-磷酸三钙的质量分数60-100%。
第四步所述的复合骨水泥粉末的混合方式为使用玛瑙研钵将三种粉末在干燥环境中充分研磨，以达到混合目的。
一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥，根据上述任一所述方法制备得到。
通过外源钙离子的引入，显著缩短了柠檬酸钠溶液的固化时间，同时结合羧化壳聚糖改性骨水泥的优点，通过合适的混合方法及配方设计，开发出一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥。固化时间能到达30分钟，其注射性良好，一定压力下不发生固液分离。固化后的骨水泥充分研磨后，在超纯水中静置24h，浸取液pH为中性。
具体实施方式
以下实施例以发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于下述的实施例。
实施例1：
称取0.1g羧化壳聚糖，溶解于19.9g0.5M柠檬酸钠水溶液中，得到柠檬酸钠与羧化壳聚糖改性的固化液，pH为中性。β-磷酸三钙、羟基磷灰石和磷酸氢钙按81：4：15的比例混合，将骨水泥粉末与固化液按0.4ml/g的液固比进行调和，参照标准ASTMC191测定初凝时间为85min，其注射性好，且一定压力下不发生固液分离现象。
实施例2：
称取0.1g羧化壳聚糖，溶解于19.9g0.1M柠檬酸钠水溶液中，得到柠檬酸钠与羧化壳聚糖改性的固化液，pH为中性。β-磷酸三钙、羟基磷灰石和磷酸氢钙按81：4：15的比例混合，将骨水泥粉末与固化液按0.4ml/g的液固比进行调和，参照标准ASTMC191测定初凝时间为39min，其注射性好，且一定压力下不发生固液分离现象。
Claims (5)
1.一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：配制柠檬酸三钠溶液，用相同浓度柠檬酸溶液调至中性；所述的中性的柠檬酸钠溶液中柠檬酸钠的摩尔浓度为0.1-1M；
第二步：在柠檬酸钠溶液的基础上添加羧化壳聚糖得到柠檬酸钠-羧化壳聚糖溶液，再添加甘油配制固化液；所述的柠檬酸钠-羧化壳聚糖溶液中柠檬酸钠的摩尔浓度为0.1-1M，羧化壳聚糖的质量分数为0.01-1%，甘油的质量分数为0-30%；
第三步：若固化液长期不用，将其保存于4℃环境，使用前预溶；
第四步：将磷酸氢钙与β-磷酸三钙和羟基磷灰石粉末混合得到复合骨水泥粉末；所述的复合骨水泥粉末中含磷酸氢钙的质量分数为0-30%、羟基磷灰石的质量分数为0-10%、β-磷酸三钙的质量分数60-100%；
第五步：将骨水泥粉末与固化液进行调和，即可得到快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥。
2.根据权利要求1所述快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥的制备方法，其特征是，第二步所述的配制方式为室温溶解或60℃以下加热助溶，还可以辅以机械搅拌或磁力搅拌。
3.根据权利要求1所述快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥的制备方法，其特征是，第三步所述的预溶方式为在37℃以下加热使固化液成为可流动的液体。
4.根据权利要求1所述快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥的制备方法，其特征是，第四步所述的复合骨水泥粉末的混合方式为使用玛瑙研钵将三种粉末在干燥环境中充分研磨，以达到混合目的。
5.一种快固化的柠檬酸钠与羧化壳聚糖增强的骨水泥，其特征在于，根据上述任一权利要求所述方法制备得到。
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