CN106693037A - 一种骨粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种骨粘结剂及其制备方法。制备方法如下：（1）制备柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存；（2）制备紫胶树脂溶液；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声，即得骨粘结剂。本发明的骨粘结剂粘结性能良好，满足临床应用的要求。

Description

一种骨粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用材料领域，具体涉及一种骨粘结剂及其制备方法。
背景技术
随着现代高速交通的发展，以及社会人口老龄化的加重，骨折在临床上变得越来越常见。骨折手术治疗的方法主要是切开复位，配合微型钢板螺丝固定、髓内钉固定、骨内尼龙线缝合固定和骨内钢丝缝合固定等金属内固定或外固定。但是，某些特殊部位的骨折，如关节周围、跟骨等部位的粉碎性骨折或关节内骨折，往往因缺乏有效的内固定材料无法对骨折块进行准确的拼接复位和固定。传统的临床治疗主张将部分无法固定的小骨碎块去除或旷置，但对非关节内骨折，在有坚强固定的情况下，将小骨碎块去除后会造成骨缺损，明显影响骨折愈合速度，并且不利于维持骨折对位及对线，使骨折畸形愈合及不愈合的可能性增加；旷置的小骨块往往会在术后移位进入周围软组织，形成异位骨化，从而影响机体功能。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是目前已获临床使用的骨水泥粘合剂，具有较高的粘接强度，广泛用于人工关节和内固定的加固。但由于其单体的细胞毒性，导致手术中可能出现血压骤降，同时固化时产生的热效应容易对正常组织产生灼伤，另外由于不能降解而不适用于骨粘接。就目前而言，临床上尚无令人满意的骨粘接剂产品。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种骨粘结剂，具有很高的粘结强度，同时本骨胶结剂还具有很好的抗压强度。
技术方案：一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁10-40份、柠檬酸13-18份、壳聚糖0.6-2份、瓜尔胶2-5份、大豆分离蛋白2-5份、脱蜡紫胶树脂5-10份、碳酸钠0.25-0.55份、二氧化硅3-10份、碳酸钙15-30份、短切黏胶基碳纤维1.4-3.2份、丙三醇5-10份、超纯水60-140份。
进一步优选的，所述的一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁20-30份、柠檬酸15-16份、壳聚糖0.8-1.6份、瓜尔胶3-4份、大豆分离蛋白3-4份、脱蜡紫胶树脂5-8份、碳酸钠0.25-0.5份、二氧化硅5-8份、碳酸钙20-25份、短切黏胶基碳纤维1.8-2.8份、丙三醇6-9份、超纯水80-120份。
上述骨粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌18-30h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；
（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在50-60℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；
（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径2-20μm的粉体，得到混合物，备用；
（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声4-8h，即得骨粘结剂。
进一步的，所述的一种骨粘结剂的制备方法，所述步骤（1）中搅拌时间为24h。
进一步的，所述的一种骨粘结剂的制备方法，所述步骤（2）中温度为55℃。
进一步的，所述的一种骨粘结剂的制备方法，所述步骤（3）中颗粒粒径为5-15μm。
进一步的，所述的一种骨粘结剂的制备方法，所述步骤（4）中超声时间为5-7h。
进一步的，所述的一种骨粘结剂的制备方法，所述步骤（4）中短切黏胶基碳纤维的长度为3-4.5mm。
有益效果：本发明的骨粘结剂粘结强度的范围为64.8-73.4N/cm2，抗压强度的范围为58.6-66.5MPa，这是由于在该骨粘合剂中含有的紫胶树脂、大豆分离蛋白、短切黏胶基碳纤维能够改善骨粘结剂的的粘结性和抗压强度。
具体实施方式
实施例1
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁10份、柠檬酸13份、壳聚糖0.6份、瓜尔胶2份、大豆分离蛋白5份、脱蜡紫胶树脂5份、碳酸钠0.25份、二氧化硅3份、碳酸钙15份、短切黏胶基碳纤维1.4份、丙三醇10份、超纯水60份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌18h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在50℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径20μm的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声8h，即得骨粘结剂。
实施例2
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁40份、柠檬酸18份、壳聚糖2份、瓜尔胶5份、大豆分离蛋白2份、脱蜡紫胶树脂10份、碳酸钠0.55份、二氧化硅10份、碳酸钙30份、短切黏胶基碳纤维3.2份、丙三醇5份、超纯水140份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌30h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在60℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径2μm的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声4h，即得骨粘结剂。
实施例3
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁20份、柠檬酸15份、壳聚糖0.8份、瓜尔胶4份、大豆分离蛋白3份、脱蜡紫胶树脂5份、碳酸钠0.25份、二氧化硅8份、碳酸钙25份、短切黏胶基碳纤维1.8份、丙三醇9份、超纯水80份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌24h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在55℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径5μm的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声5h，即得骨粘结剂。
实施例4
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁30份、柠檬酸16份、壳聚糖1.6份、瓜尔胶3份、大豆分离蛋白4份、脱蜡紫胶树脂8份、碳酸钠0.5份、二氧化硅5份、碳酸钙20份、短切黏胶基碳纤维2.8份、丙三醇6份、超纯水120份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌24h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在55℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径15μm的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声7h，即得骨粘结剂。
实施例5
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁26份、柠檬酸16份、壳聚糖1.2份、瓜尔胶3.5份、大豆分离蛋白3.5份、脱蜡紫胶树脂7份、碳酸钠0.35份、二氧化硅7份、碳酸钙22份、短切黏胶基碳纤维2.3份、丙三醇7份、超纯水100份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌24h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在55℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径12μm的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声6h，即得骨粘结剂。
对比例1
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁10份、柠檬酸13份、壳聚糖0.6份、瓜尔胶2份、大豆分离蛋白5份、二氧化硅3份、碳酸钙15份、短切黏胶基碳纤维1.4份、丙三醇10份、超纯水60份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌18h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径20μm的粉体，得到混合物，备用；（3）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液，最后加入步骤（2）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声8h，即得骨粘结剂。
对比例2
一种骨粘结剂，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁40份、柠檬酸18份、壳聚糖2份、瓜尔胶5份、脱蜡紫胶树脂10份、碳酸钠0.55份、二氧化硅10份、碳酸钙30份、丙三醇5份、超纯水140份。
上述骨粘结剂的制备方法为：（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌30h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在60℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径2μm的粉体，得到混合物，备用；（4）将瓜尔胶、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物，于室温下超声4h，即得骨粘结剂。
将实施例1-5和对比例1、2进行粘结强度测试，测试方法如下：将断骨一端固定，另一端与管式弹簧测力计相连，在室温25℃下将粘胶涂抹于断骨截面上进行断骨的粘合，待粘胶固化粘合10min后，通过测量断骨被拉开瞬间的拉力来计算粘合剂的粘合强度，其计算公式为：P= (F-G)/S，式中P为胶体的粘合强度，F为测力计测得的拉力，G为与测力计相连断骨的重量，S为断骨截面积。
压缩强度的测定，测试方法如下：将骨粘合剂均匀填入直径6mm，高20mm的不锈钢模具中，施压2kg以尽可能去除气泡。样条取出后即放入100%相对湿度、37℃环境中，固化3d后取出，两端面用细砂纸磨平，然后由万能材料试验机测量压缩强度。载荷速度为1mm/min,最大压力为2000N，每组数据至少有3个平行试样。
本发明材料的各项性能指标见下表，我们可以看到本骨粘结剂粘结强度的范围为64.8-73.4N/cm2，抗压强度的范围为58.6-66.5MPa，这是由于在该骨粘合剂中含有的紫胶树脂、大豆分离蛋白、短切黏胶基碳纤维能够改善骨粘结剂的的粘结性和抗压强度。
表1 骨粘结剂的各项性能指标
产品名称 粘结强度（N/cm2） 抗压强度（MPa）
实施例1 64.8 58.6
实施例2 65.2 59.3
实施例3 68.8 62.1
实施例4 69.3 62.8
实施例5 73.4 66.5
对比例1 39.1 45.6
对比例2 45.6 48.7

Claims (8)

1.一种骨粘结剂，其特征在于，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁10-40份、柠檬酸13-18份、壳聚糖0.6-2份、瓜尔胶2-5份、大豆分离蛋白2-5份、脱蜡紫胶树脂5-10份、碳酸钠0.25-0.55份、二氧化硅3-10份、碳酸钙15-30份、短切黏胶基碳纤维1.4-3.2份、丙三醇5-10份、超纯水60-140份。
2.根据权利要求1所述的一种骨粘结剂，其特征在于，由以下成分按重量份制备而成：磷酸镁20-30份、柠檬酸15-16份、壳聚糖0.8-1.6份、瓜尔胶3-4份、大豆分离蛋白3-4份、脱蜡紫胶树脂5-8份、碳酸钠0.25-0.5份、二氧化硅5-8份、碳酸钙20-25份、短切黏胶基碳纤维1.8-2.8份、丙三醇6-9份、超纯水80-120份。
3.一种骨粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取柠檬酸添加10倍重量份的超纯水中，在常温下搅拌30min，加入壳聚糖，在常温下搅拌18-30h至壳聚糖充分溶解，得到均匀的柠檬酸壳聚糖固化液，密封低温保存备用；
（2）将碳酸钠溶解于100倍重量份的超纯水中，在50-60℃下，紫胶树脂的溶解于碳酸钠溶液中，搅拌均匀，静置备用；
（3）将磷酸镁、二氧化硅、碳酸钙球磨至粒径2-20μm的粉体，得到混合物，备用；
（4）将瓜尔胶、大豆分离蛋白、丙三醇依次加入剩余的超纯水中，搅拌均匀后，再向溶液中依次缓慢加入柠檬酸壳聚糖固化液、紫胶树脂溶液，最后加入步骤（3）制得的混合物和短切黏胶基碳纤维，于室温下超声4-8h，即得骨粘结剂。
4.根据权利要求3所述的一种骨粘结剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中搅拌时间为24h。
5.根据权利要求3所述的一种骨粘结剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中温度为55℃。
6.根据权利要求3所述的一种骨粘结剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中颗粒粒径为5-15μm。
7.根据权利要求3所述的一种骨粘结剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中超声时间为5-7h。
8.根据权利要求3所述的一种骨粘结剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中短切黏胶基碳纤维的长度为3-4.5mm。
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