CN109331223A - 一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥及其应用。本发明在磷酸钙骨水泥中添加载药生物活性玻璃微球，生物活性玻璃微球在体内降解速率较快，能够调节磷酸钙骨水泥内部的多孔结构，且生物活性玻璃微球在自身表面能够形成类骨磷灰石层，具有良好的生物活性；同时，生物活性玻璃微球在降解的同时将负载的药物释放出来，使得该骨水泥具有骨重建和药物治疗的效果；本发明采用掺锶磷酸八钙改性α‑TCP骨水泥促进细胞增殖。本发明的磷酸钙骨水泥具有合适的凝结时间，良好的可注射性、力学强度和生物相容性，满足骨修复的临床要求。

Description

一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥及其应用
技术领域
本发明涉及磷酸钙骨水泥技术领域，具体涉及一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥及其应用。
背景技术
磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement，CPC)于上世纪90年代由Brown和Chow研制成功，是一种具有自固化性的非陶瓷型羟基磷灰石类人工骨材料。它由固相粉末和固化液按照一定的比例混合后形成易塑形的浆体，在短时间内自固化，最终的水化产物为与人体骨组织的无机成分和晶体结构相似的磷灰石。CPC具有良好的骨传导性和生物相容性，在手术中可任意塑形，填充各种形状的骨缺损，在骨缺损修复、颌面外科修复和药物载体等领域得到了广泛应用。
目前磷酸钙骨水泥材料力学性能较低，在生物体内降解较缓慢，且固化后的骨水泥自发形成微孔结构，缺乏供成骨细胞长入的大孔结构等，从而限制其应用。同时，在临床中骨缺损往往与骨折、骨髓炎和骨肿瘤等疾病相关，在骨缺损部位填充骨修复材料的同时，需要辅助药物治疗，以促进骨生长，预防局部感染。术后也需要病患部位有充足的不同种类的微量元素，以达到促进新骨生成的目的。因此，开发能够释放一定的微量元素和药物，具有较高抗压强度以及多孔结构的磷酸钙骨水泥，已经成为当前骨水泥研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥及其应用，该磷酸钙骨水泥兼具高孔隙率和良好的力学强度，且能够释放锶离子和药物，以提高磷酸钙骨水泥的治疗效果，使其达到骨重建和药物治疗的效果。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.04～0.1:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.05～0.3:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.1～1.4:1，所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为2％～5％。
本发明中生物活性玻璃微球在体内降解速率较快，其降解后能够增加磷酸钙骨水泥内部的孔隙，且生物活性玻璃微球在自身表面能够形成类骨磷灰石层，具有良好的生物活性。同时，生物活性玻璃微球在降解的同时将负载的药物释放出来，使得该骨水泥具有骨重建和药物治疗的效果。
本发明以掺锶磷酸八钙(Sr-OCP)作为Sr2+源的改性α-TCP骨水泥，能够缩短凝结时间，并有利于提高骨水泥的抗压强度。不同Sr2+源掺杂改性α-TCP骨水泥，均能在Tris缓冲溶液中缓慢的释放出Sr2+。改性α-TCP骨水泥所用的Sr2+源对离子释放性能有影响，用掺锶磷酸八钙(Sr-OCP)改性α-TCP骨水泥表现出更稳定、合适的离子释放速率，有利于细胞增殖与粘附。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述载药生物活性玻璃微球的制备方法为：
(1)采用十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂，通过溶胶凝胶法，制备介孔生物玻璃微球；
(2)将介孔生物玻璃微球置于促进骨修复药物溶液中，超声分散，干燥后得到所述载药生物活性玻璃微球。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述载药生物活性玻璃微球的制备方法为：
(1)将硝酸钙溶于去离子水和无水乙醇的混合溶液中，混合均匀形成水相溶液；将正硅酸乙酯溶于环己烷中，形成油相溶液；
(2)将水相溶液和油相溶液混合，然后加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌均匀后，加入氨水，搅拌反应3h后，加入磷酸三乙酯，搅拌反应，得到生物活性玻璃凝胶溶液，其中，正硅酸乙酯、磷酸三乙酯和硝酸钙的摩尔比为80:5:15；
(3)将生物活性玻璃凝胶溶液离心，将沉淀清洗后，置于60℃干燥，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
(4)将所得生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中650℃热处理8h，去除模板及，得到介孔生物玻璃微球。
本发明制备的生物活性玻璃微球表面具有多孔结构，有利于负载药物。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述促进骨修复药物溶液中促进骨修复药物的质量分数为1％～5％，所述促进骨修复药物包括阿伦磷酸钠。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝1.3～2.5:1。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.1～0.2:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.2～1.4:1。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.15:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.3:1。
本发明通过调整磷酸钙骨水泥固相粉末的掺锶量，所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥具有适当范围可调控的力学性能、凝结时间和可降解性。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为10wt％～20wt％。发明人经过试验发现，锶在该取代度内，取代比较容易实现且不会影响晶相组成。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸。
固化液中的柠檬酸有利于缩短磷酸钙骨水泥的凝结时间，壳聚糖能够改善磷酸钙骨水泥的可注射性。
作为本发明所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的优选实施方式，所述固化液中柠檬酸的浓度为1～2mol/L，壳聚糖的质量分数为0.5％～1％。
本发明还提供了上述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥在骨修复材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明中生物活性玻璃微球在体内降解速率较快，能够增加磷酸钙骨水泥内部的孔隙，且生物活性玻璃微球在自身表面能够形成类骨磷灰石层，具有良好的生物活性。同时，生物活性玻璃微球在降解的同时将负载的药物释放出来，使得该骨水泥具有骨重建和药物治疗的效果。
2)本发明用掺锶磷酸八钙(Sr-OCP)改性α-TCP骨水泥增加其力学强度，表现出更稳定、合适的离子释放速率，促进细胞增殖。
3)本发明的磷酸钙骨水泥的终凝凝结时间为14～21min，水化3天后骨水泥的孔隙率为49％～62％，其抗压强度为25.9～38.6MPa，具有良好的生物相容性，满足骨修复的临床要求。
附图说明
图1为实施例4～6、实施例8～9和对比例2的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的细胞增殖结果图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例所述载药生物活性玻璃微球的制备方法为：
(1)将0.65g硝酸钙溶于180mL去离子水和70mL无水乙醇的混合溶液中，混合均匀形成水相溶液；将正硅酸乙酯溶于环己烷中，形成油相溶液；
(2)将水相溶液和油相溶液混合，然后加入0.22g十六烷基三甲基溴化铵搅拌均匀后，加入3mL氨水，搅拌反应3h后，加入0.35g磷酸三乙酯，搅拌反应，得到生物活性玻璃凝胶溶液，其中，正硅酸乙酯、磷酸三乙酯和硝酸钙的摩尔比为80:5:15；
(3)将生物活性玻璃凝胶溶液离心，将沉淀清洗后，置于60℃干燥，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
(4)将所得生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中650℃热处理8h，去除模板及，得到介孔生物玻璃微球；
(5)将介孔生物玻璃微球置于阿伦磷酸钠溶液中，所述阿伦磷酸钠溶液中阿伦磷酸钠的质量分数为1％～5％，超声3～5h，干燥后得到所述载药生物活性玻璃微球。
本实施例中可以将阿伦磷酸钠替换为其它促进骨修复药物。
实施例2
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.04:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.05:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.1:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为10wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为2％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为1mol/L，壳聚糖的质量分数为0.5％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝1.3:1。
实施例3
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.04:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.1:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.2:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为10wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为2％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为1mol/L，壳聚糖的质量分数为0.5％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝1.5:1。
实施例4
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.05:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.1:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.2:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为15wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为3％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为1.5mol/L，壳聚糖的质量分数为0.5％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝2:1。
实施例5
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.05:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.15:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.3:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为15wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为3％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为1.5mol/L，壳聚糖的质量分数为0.6％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝2.5:1。
实施例6
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.08:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.2：1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.3:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为15wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为5％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为1.5mol/L，壳聚糖的质量分数为1％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝2.5:1。
实施例7
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.08:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.2：1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.3:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为16wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为5％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为2mol/L，壳聚糖的质量分数为0.6％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝2.5:1。
实施例8
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.1:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.3:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.3:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为18wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为5％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为2mol/L，壳聚糖的质量分数为0.8％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝2.5:1。
实施例9
作为本发明所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括实施例1制备的载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.1:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.4:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.5:1；所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为20wt％；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为5％。
本实施例所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸，所述固化液中柠檬酸的浓度为2mol/L，壳聚糖的质量分数为1％。
本实施例所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝2.5:1。
对比例1
本对比例所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥与实施例4基本相同，不同之处在于，本对比例将载药生物活性玻璃微球替换为载药生物活性玻璃粉末，所述生物活性玻璃粉末的制备方法为：
(1)将正硅酸乙酯、磷酸三乙酯和硝酸钙的摩尔比为80:5:15按顺序加到含有盐酸的去离子水溶液中，搅拌均匀后获得溶胶；
(2)将溶胶静置陈化18h，使得水解-缩聚反应充分进行，得到湿凝胶；
(3)将湿凝胶在120℃干燥，得到干凝胶；
(4)将干凝胶在高温炉中650℃热处理8h，后球磨过筛，得到生物玻璃粉末；
(5)将生物活性玻璃粉末置于阿伦磷酸钠溶液中，所述阿伦磷酸钠溶液中阿伦磷酸钠的质量分数为1％～5％，超声5h，干燥后得到所述载药生物活性玻璃粉末。
对比例2
本对比例所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥与实施例4基本相同，不同之处在于，本对比例将掺锶磷酸八钙替换为磷酸八钙。
对实施例2～9和对比例1～2的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥进行以下性能检测。
1、可注射性
将固相粉末和固化液按比例调和后，将骨水泥浆料灌入10mL的一次性注射器，垂直置于力学试验机平板上，以速率15mm/min推进将骨水泥浆体推出，直至最大推进力为100N时停止。可注射性为挤出注射后磷酸钙骨水泥质量占注射前骨水泥总质量的百分比，结果如表1所示。
2、抗压强度
将固相粉末和固化液按比例混合，用药匙调和30s以形成均匀一致的骨水泥浆料，填入直径为6mm、高为12mm的不锈钢圆柱体模具中并施加0.7MPa的压力压实，将制成的圆柱体试样塞进直径6.5mm、高13mm的玻璃管中，然后置入温度为37℃、相对湿度为100％的环境中固化3d后，通过万能材料试验机测试试样的抗压强度，加载速率为1mm/min，结果如表1所示。
3、凝结时间
按标准ASTM C191-13，采用吉尔摩仪测定所述载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的凝结时间，结果如表1所示。
4、孔隙率
将固相粉末和固化液按比例混合，用药匙调和30s以形成均匀一致的骨水泥浆料，填入直径为6mm、高为12mm的不锈钢圆柱体模具中并施加0.7MPa的压力压实，将制成的圆柱体试样塞进直径6.5mm、高13mm的玻璃管中，然后置入温度为37℃、相对湿度为100％的环境中固化3d后，干燥，以无水乙醇作为液相介质，通过比重天平，根据阿基米德排水法测定样品的孔隙率，结果如表1所示。
5、体外降解性
将载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的固相粉末和固化液按比例混合，用药匙调和30s以形成均匀一致的骨水泥浆料，填入直径为6mm、高为12mm的不锈钢圆柱体模具中并施加0.7MPa的压力压实，将制成的圆柱体试样塞进直径6.5mm、高13mm的玻璃管中，然后置入温度为37℃、相对湿度为100％的环境中固化3d后，干燥称重后将其浸泡在30mL的PBS溶液中，将骨水泥样品置于在120rpm，37℃恒温摇床中震荡4周后将样品取出烘干，计算骨水泥样品的质量损失率，结果表1所示。
表1
由表1结果可知，Sr-OCP的加入能够有效增强骨水泥的抗压强度，缩短凝结时间；与生物活性玻璃粉末相比，本发明采用生物活性玻璃微球具有更好的可注射性能。
6、体外药物释放测定
将实施例4和对比例1的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的固相粉末和固化液按比例混合，用药匙调和30s以形成均匀一致的骨水泥浆料，填入直径为6mm、高为12mm的不锈钢圆柱体模具中并施加0.7MPa的压力压实，将制成的圆柱体试样塞进直径6.5mm、高13mm的玻璃管中，然后置入温度为37℃、相对湿度为100％的环境中固化3d，干燥后得到载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥样品。将样品加入到装有10mL PBS溶液的药瓶中，在60rpm，37℃恒温摇床中震荡，分别在1、7、14、28d时间点通过高效液相色谱法测定药物体外释放情况，药物的累积释放结果如表2所示。
表2
由表2结果可知，与生物活性玻璃粉末相比，本发明采用将药物负载在存在介孔结构的生物活性玻璃微球，在前期具有一定的缓释效果，后期二者的释放率基本一致主要是由于生物活性玻璃粉末或生物活性玻璃微球已降解。
7、将实施例4骨水泥按照5mL/g的比例浸泡于pH＝7.4(37℃)的Tris-HCl缓冲溶液中，每天换液，浸泡6周后取出样品并干燥，经X射线荧光光谱分析，骨水泥样品中剩余Sr元素含量为初始Sr元素含量的65.8％，说明6周后在材料中仍然有大量锶元素；通过ICP检测了浸泡一周内每天溶出的Sr的浓度，结果表明浸泡第一天的溶出量最大，Sr溶出量(1d)为1.65μM。
8、细胞增殖
分别将实施例4～6、实施例8～9和对比例2的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥的固相粉末和固化液按比例混合，用药匙调和30s以形成均匀一致的水泥浆料，填入直径为6mm、高为1mm的不锈钢圆片模具中，然后置入温度为37℃、相对湿度为100％的环境中固化7d后，灭菌。采用CCK-8试剂盒检测细胞(小鼠骨髓间充质干细胞，ATCC CRL-12424)的增殖情况，将样品置入48孔板中，接种细胞数量为1×104cell/孔，隔天换液，在37℃，5％CO2的培养箱中分别培养1、3、7d后，通过酶标仪在450nm处的吸光度值，结果如图1所示。
由图1结果可知，与对比例2相比，实施例中骨水泥Sr元素的加入能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖；由实施例8和9可知，过量的Sr的加入对细胞增殖具有一定的抑制作用，因此，锶和钙的摩尔比控制为0.05～0.3:1较为合适。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末；载药生物活性玻璃微球和磷酸钙骨水泥固相粉末的质量比为0.04～0.1:1；所述磷酸钙骨水泥固相粉末包含α-磷酸三钙、碳酸钙和掺锶磷酸八钙；所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.05～0.3：1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.1～1.4:1，所述磷酸钙骨水泥固相粉末中碳酸钙的质量分数为2％～5％。
2.根据权利要求1所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述载药生物活性玻璃微球的制备方法为：
(1)采用十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂，通过溶胶凝胶法，制备介孔生物玻璃微球；
(2)将介孔生物玻璃微球置于促进骨修复药物溶液中，超声分散，干燥后得到所述载药生物活性玻璃微球。
3.根据权利要求2所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述促进骨修复药物溶液中促进骨修复药物的质量分数为1％～5％，所述促进骨修复药物包括阿伦磷酸钠。
4.根据权利要求1所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述固相粉末和固化液的质量比为：固相粉末:液相成分＝1.3～2.5:1。
5.根据权利要求1所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.1～0.2：1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.2～1.4:1。
6.根据权利要求1所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述磷酸钙骨水泥固相粉末中，锶和钙的摩尔比为：锶:钙＝0.15:1；所述钙和锶之和与磷的摩尔比为：钙+锶:磷＝1.3:1。
7.根据权利要求1所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述掺锶磷酸八钙中的锶的取代度为10wt％～20wt％。
8.根据权利要求1所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述固化液包括壳聚糖和柠檬酸。
9.根据权利要求8所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述固化液中柠檬酸的浓度为1～2mol/L，壳聚糖的质量分数为0.5％～1％。
10.根据权利要求1～9任一项所述的载药生物活性玻璃复合磷酸钙骨水泥在骨修复材料中的应用。
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