CN109821058A - 一种抗菌骨科医用粘合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌骨科医用粘合材料及其制备方法，包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥50‑80份、海藻酸钠5‑10份、α‑半水石膏10‑18份、珍珠粉3‑5份、麦饭石3‑5份、聚丙烯酸钠5‑10份、对羟基苯甲酸丙酯1‑3份、壳寡糖3‑5份、卵磷脂3‑5份、无患子皂苷1‑3份、麦芽糊精5‑10份和胶原蛋白10‑15份。所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。本发明制得的制得的骨科粘合材料具有粘结性好、无副毒作用、生物相容性好、抗菌性好、能促进骨痂生长、加快骨折愈合等优点，市场前景广泛。

Description

一种抗菌骨科医用粘合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及医用材料技术领域，具体是一种抗菌骨科医用粘合材料及其制备方法。

背景技术

人类应用医用粘合材料历史悠久，近几十年来为降低手术的复杂程度，医用胶粘剂获得了飞速发展和广泛应用。在外科手术中，医用胶粘剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补，手术后缝合处微血管渗血的制止；妇科用来粘堵输卵管完成结扎；齿科用于牙齿的修补；骨科手术中骨骼、关节的结合与定位。骨骼用胶粘剂要求有良好的生物相容性。可降解性，无脏毒性及细胞毒性，无致癌致畸作用，且在常温常压下可以实现快速粘合，不影响骨痂生长，在一定时间内可降解，具有良好的粘合强度及持久性以保证骨折愈合。

目前使用的粘合剂类型主要为a-氰基丙烯酸醋类、磷酸钙系骨水泥等。a-氰基丙烯酸醋类是一类瞬时胶牯剂，可常温固化，具有较好的组织相容性、固化速度快、强度高，且有一定的抑菌作用、使用方便，主要作为止血剂和组织粘接剂应用于诸多医疗领域，取得了显著的临床效果。在压缩载荷下，通过对a-氰基丙烯酸正辛酯胶粘接人胫骨中段蝶形骨折的力学分析证明，用其粘接胫骨碎块可以显著提高抗压缩强度。胶体断裂前可承受的压缩载荷可以满足人体生理及临床骨折碎块固定的要求。。虽然a-氰基丙烯酸醋类粘合剂在粘接速度快、粘接强度大这二方面极佳，但其固化过程是一个放热反应，产生的热量对周围相邻组织有热烧伤作用；固化物过硬，粘接剂多聚体的粗糙表面对周围软组织反复磨损可造成机械损伤；创面止血不完全，而且固化的聚合物水解产生的甲醛具有毒性等缺点，在一定程度上限制了它在骨科的应用。

磷酸钙骨水泥(CPC)作为一种新型的骨组织修复和替代材料，具有良好的生物相容性和骨传导性、生物安全性、能任意塑形、在固化过程中的等温性，已成为临床组织修复领域研究和应用的热点之一。但常规CPC存在脆性大、抗水溶性(血溶性)差、力学性能不足、降解缓慢等缺点，限制了其在临床上的广泛应用，而复合型CPC将有利于改善它的性能。

目前常用的粘合材料各有其优缺点，化学性粘合材料虽粘合力较强，但体内极难吸收，多有一定的毒副作用；蛋白性粘合材料可能引起强烈的过敏和免疫反应或感染病毒，粘合力太小难于粘接固定骨块，对于骨组织复杂的结构单纯一种材料很难符合骨组织修复需要。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明目的在于提供一种粘结性好、无副毒作用、生物相容性好、抗菌性好、能促进骨痂生长，加快骨折愈合的骨科医用粘合材料及其制备方法。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抗菌骨科医用粘合材料，包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥50-80份、海藻酸钠5-10份、α-半水石膏10-18份、珍珠粉3-5份、麦饭石3-5份、聚丙烯酸钠5-10份、对羟基苯甲酸丙酯1-3份、壳寡糖3-5份、卵磷脂3-5份、无患子皂苷1-3份、麦芽糊精5-10份和胶原蛋白10-15份。

优选的，所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。

优选的，所述改性剂的使用量为磷酸钙骨水泥重量的1-3％。

优选的，所述改性剂中羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷的质量比为2-4:1。

本方案所述抗菌骨科医用粘合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在磷酸钙骨水泥基料中加入羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，搅拌均匀，得改性磷酸钙骨水泥；

(2)将改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石加入球磨机，粉碎至100-250目，得混合粉料；

(3)在混合粉料中加入聚丙烯酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，加入水搅拌成糊状，微波干燥，冷却至室温，既得骨科抗菌粘合材料。

优选的，所述微波干燥是在温度为80-120℃下干燥。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：

1、本发明以改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石等原料制备而成，制得的骨科粘合材料具有粘结性好、无副毒作用、生物相容性好、抗菌性好、能促进骨痂生长、加快骨折愈合等优点，市场前景广泛。

2、本发明使用的磷酸钙骨水泥经过经过羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性，在骨水泥表面引入羧基、硅烷基、羰基等级团，对骨水泥起到增强补韧的效果，同时提高骨水泥与其他组分的相容性。

3、本发明在骨水泥中加入的α-半水石膏，与普通石膏相比，能够更好的提高骨水泥的强度。加入的珍珠粉富含多种氨基酸和微量元素，不仅可以促进骨痂生长、加快骨折愈合，还具有杀菌消毒作用。加入的麦饭石主要成分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MgO、CaO、K₂O、Na₂O、TiO₂、P₂O₅、MnO等，还含有动物所需的全部常量元素，如：K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素；麦饭石不仅能够可以调节机体的新陈代谢，加快成骨细胞增殖加速其分化过程，以促进新骨的形成和骨痂生长，并能促进成骨细胞分泌血管内皮生长因子，进而促进骨修，还对细菌具有很强的杀菌作用。

4、本发明加入的聚丙烯酸钠和海藻酸钠可以与钙离子形成不容于水的海藻酸钙水凝胶，进而有效的阻止调和物被水侵蚀而溃散，提高了磷酸钙骨水泥的抗水溶性。

5、本发明加入的壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，能够促进骨周围组织的生长，加快骨折愈合。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

一种抗菌骨科医用粘合材料，包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥75份、海藻酸钠6份、α-半水石膏15份、珍珠粉3.5份、麦饭石4份、聚丙烯酸钠6份、对羟基苯甲酸丙酯2.5份、壳寡糖4份、卵磷脂3份、无患子皂苷1.5份、麦芽糊精7份和胶原蛋白12份。

所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过质量比为3:1的羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。改性剂的使用量为磷酸钙骨水泥重量的2％。

其制备方法，包括如下步骤：

(1)在磷酸钙骨水泥基料中加入羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，搅拌均匀，得改性磷酸钙骨水泥；

(2)将改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石加入球磨机，粉碎至250目，得混合粉料；

(3)在混合粉料中加入聚丙烯酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，加入水搅拌成糊状，在温度为100℃下微波干燥，冷却至室温，既得骨科抗菌粘合材料。

实施例2

一种抗菌骨科医用粘合材料，包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥60份、海藻酸钠8份、α-半水石膏12份、珍珠粉5份、麦饭石3份、聚丙烯酸钠8份、对羟基苯甲酸丙酯1.5份、壳寡糖3份、卵磷脂5份、无患子皂苷2份、麦芽糊精8份和胶原蛋白15份。

所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过质量比为2:1的羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。改性剂的使用量为磷酸钙骨水泥重量的1.5％。

其制备方法，包括如下步骤：

(1)在磷酸钙骨水泥基料中加入羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，搅拌均匀，得改性磷酸钙骨水泥；

(2)将改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石加入球磨机，粉碎至120目，得混合粉料；

(3)在混合粉料中加入聚丙烯酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，加入水搅拌成糊状，在温度为120℃下微波干燥，冷却至室温，既得骨科抗菌粘合材料。

实施例3

一种抗菌骨科医用粘合材料，包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥80份、海藻酸钠8份、α-半水石膏10份、珍珠粉5份、麦饭石5份、聚丙烯酸钠8份、对羟基苯甲酸丙酯1.5份、壳寡糖3份、卵磷脂5份、无患子皂苷2.5份、麦芽糊精10份和胶原蛋白10份。

所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过质量比为4:1的羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。改性剂的使用量为磷酸钙骨水泥重量的1％。

其制备方法，包括如下步骤：

(1)在磷酸钙骨水泥基料中加入羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，搅拌均匀，得改性磷酸钙骨水泥；

(2)将改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石加入球磨机，粉碎至100目，得混合粉料；

(3)在混合粉料中加入聚丙烯酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，加入水搅拌成糊状，在温度为100℃下微波干燥，冷却至室温，既得骨科抗菌粘合材料。

实施例4

一种抗菌骨科医用粘合材料，包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥70份、海藻酸钠6份、α-半水石膏16份、珍珠粉5份、麦饭石3份、聚丙烯酸钠6份、对羟基苯甲酸丙酯2.5份、壳寡糖4份、卵磷脂4份、无患子皂苷2份、麦芽糊精6份和胶原蛋白15份。

所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过质量比为3:1的羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。改性剂的使用量为磷酸钙骨水泥重量的2.1％。

其制备方法，包括如下步骤：

(1)在磷酸钙骨水泥基料中加入羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，搅拌均匀，得改性磷酸钙骨水泥；

(2)将改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石加入球磨机，粉碎至100目，得混合粉料；

(3)在混合粉料中加入聚丙烯酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，加入水搅拌成糊状，在温度为80℃下微波干燥，冷却至室温，既得骨科抗菌粘合材料。

对比例1

本对比例与实施例1不同之处在于：所用的磷酸钙骨水泥不经过任何改性。

将实施例1-4和对比例制得的骨科粘合材料按照常规方法进行性能测试，测试结果如下表所示。

表1：本发明制得的粘合材料的性能测试结果

从上述测试结果得知，本发明制得的骨科粘合材料具有粘结性好、无副毒作用，抗菌效果强。

以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抗菌骨科医用粘合材料，其特征在于：包括如下重量份数的原料：改性磷酸钙骨水泥50-80份、海藻酸钠5-10份、α-半水石膏10-18份、珍珠粉3-5份、麦饭石3-5份、聚丙烯酸钠5-10份、对羟基苯甲酸丙酯1-3份、壳寡糖3-5份、卵磷脂3-5份、无患子皂苷1-3份、麦芽糊精5-10份和胶原蛋白10-15份。

2.根据权利要求1所述抗菌骨科医用粘合材料，其特征在于：所述改性磷酸钙骨水泥是将磷酸钙骨水泥经过羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷改性。

3.根据权利要求2所述抗菌骨科医用粘合材料，其特征在于：所述改性剂的使用量为磷酸钙骨水泥重量的1-3％。

4.根据权利要求3所述抗菌骨科医用粘合材料，其特征在于：所述改性剂中羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷的质量比为2-4:1。

5.根据权利要求3所述抗菌骨科医用粘合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)在磷酸钙骨水泥基料中加入羧甲基纤维素和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，搅拌均匀，得改性磷酸钙骨水泥；

(2)将改性磷酸钙骨水泥、海藻酸钠、α-半水石膏、珍珠粉、麦饭石加入球磨机，粉碎至100-250目，得混合粉料；

(3)在混合粉料中加入聚丙烯酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、壳寡糖、卵磷脂、无患子皂苷、麦芽糊精和胶原蛋白，加入水搅拌成糊状，微波干燥，冷却至室温，既得骨科抗菌粘合材料。

6.根据权利要求5所述抗菌骨科医用粘合材料的制备方法，其特征在于：所述微波干燥是在温度为80-120℃下干燥。