CN110101906A - 一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法 - Google Patents

一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110101906A
CN110101906A CN201910470587.5A CN201910470587A CN110101906A CN 110101906 A CN110101906 A CN 110101906A CN 201910470587 A CN201910470587 A CN 201910470587A CN 110101906 A CN110101906 A CN 110101906A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bone cement
antibiotic
cmc
preparation
loaded bone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910470587.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110101906B (zh
Inventor
汤玉斐
刘佳欣
赵康
吴子祥
陈玉莹
张紫萱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201910470587.5A priority Critical patent/CN110101906B/zh
Publication of CN110101906A publication Critical patent/CN110101906A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110101906B publication Critical patent/CN110101906B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/16—Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/20—Polysaccharides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • C08F251/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • A61L2300/406—Antibiotics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，按照质量百分比由以下原料组成：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％，CMC‑g‑PAA 5％～40％，显影剂硫酸钡2.791％～10.845％，引发剂过氧化苯甲酰0.013％～1.3％，抗生素硫酸庆大霉素0.902％～2.355％，甲基丙烯酸甲酯单体20％～50％，N,N‑二甲基对甲苯胺0.2％～2％，对苯二酚0.015％～0.15％，合计为100％；本发明还公开了该水泥的制备方法；本发明一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，克服了现有抗生素骨水泥释药率低、弹性模量较高、体积收缩、生物活性较差的问题，具有较好的临床应用前景。

Description

一种可注射型PMMA抗生素骨水泥及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，本发明还涉及该水泥的制备方法。
背景技术
自1970年Buchholz和Engelbrecht等人首次将青霉素、红霉素、庆大霉素联合应用于骨水泥中局部控制假体周围组织感染以来，人们开始认识这种局部给药系统的优点，抗生素聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥不断更新并在临床上得到广泛应用。目前关于PMMA抗生素骨水泥的研究成果举不胜举，但其仍存在一些问题，首先抗生素从骨水泥基质中的释放主要由骨水泥表面粗糙度与孔隙率决定，而大多数骨水泥中抗生素的释放主要集中于面团期，药物释放量低，不能有效的预防和治疗组织炎症区域；另外，PMMA骨水泥的弹性模量显著高于松质骨模量(E骨水泥＝1700-3700MPa；E松质骨＝10-900MPa)，骨水泥与其临近骨模量不匹配是椎体强化后临近椎体发生二次骨折的主要原因，因此既能使抗生素持续高效的从骨水泥中释放又能降低PMMA骨水泥模量从而降低骨水泥临近椎体二次骨折风险已经成为本领域的研究重点。
申请号：201510344651.7，公开日：2015.09.23，公开号：CN104922733A,名称为《一种可注射膨胀型骨水泥及其制备方法》的专利，公布了一种可注射膨胀型骨水泥及其制备方法。该可注射膨胀型骨水泥固相成分为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物，液相成分由甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基对甲苯胺和对苯二酚的混合得到。该骨水泥固相制备方法如下：以甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸作为反应单体，在引发剂和交联剂的作用下发生聚合反应，生成甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物。该发明制备的可注射型膨胀骨水泥具有体积膨胀倍率，但其无法通过释放药物进行骨修复再生。
申请号：201810037931.7，公开日：2018.06.22，公开号：CN108187144A，名称为《一种仿骨小梁结构的可注射膨胀复合骨水泥及其制备方法》的专利，公布了一种仿骨小梁结构的可注射膨胀复合骨水泥及其制备方法。该复合骨水泥由粉体材料、固化液和膨胀材料组成，其中膨胀材料为交联聚乙烯醇，该材料孔隙率为80％～90％；孔径在100～500μm之间；膨胀材料颗粒尺寸小于1mm，体积膨胀率为1000％～2000％，将粉体与膨胀材料以一定比例混合均匀，加入固化液，搅拌均匀后得到复合骨水泥浆体，骨水泥在模拟体液中凝固时可产生明显的体积膨胀，最终在其内部形成类似骨小梁的多孔结构，有利于细胞及组织长入，具有良好的生物相容性。但该骨水泥粉体材料(37um～149um)与膨胀材料(小于1mm)粒径差异明显，混合过程中容易出现成分偏析，因此会导致其膨胀性能及力学性能的降低，同时不具备药物释放功能。
申请号：201810894932.3，公开日：2018.12.14，公开号：CN108992706A，名称为《一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法》的专利，公布了一种抗生素持续高效释放的丙烯酸树脂骨水泥及其制备方法。该骨水泥将庆大霉素负载在PEG修饰的SBA-15中，然后将其掺入PMMA骨水泥中。该发明制备的抗生素骨水泥与普通抗生素骨水泥药物释放量更大、更持久，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有明显的抑菌作用，但该骨水泥中抗生素的释放率不高，同时也没有解决PMMA骨水泥体积收缩导致松动的问题。
申请号：201811029770.3，公开日：2018.12.18，公开号：CN109010334A，名称为《聚甲基丙烯酸甲酯复合辛伐他汀骨水泥用于制备假体周围骨溶解和炎症反应的药物中的应用》的专利，公布了聚甲基丙烯酸甲酯复合辛伐他汀骨水泥用于制备假体周围骨溶解和炎症反应的药物中的应用。该骨水泥中直接掺入的药物为辛伐他汀，发明的聚甲基丙烯酸甲酯复合辛伐他汀骨水泥有效抑制钛颗粒介导的假体周围骨溶解和炎症反应，并提高假体-骨界面骨密度和骨量分数，提高假体-骨界面抗剪切强度和稳定性，有望用于人工关节无菌性松动的防治，但该种载药骨水泥的药物释放量较小，且持续时间短。
本发明针对以上研究背景，提供一种可注射型PMMA抗生素骨水泥及其制备方法，开发出一种能使抗生素从骨水泥基质中长期持续高效释放的PMMA抗生素骨水泥，同时解决其模量较高、体积收缩、生物活性较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，解决了现有的抗生素骨水泥模量较高、体积收缩、生物活性较差的问题。
本发明的另一个目的是提供这种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，按照质量百分比由以下原料组成：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％，CMC-g-PAA 5％～40％，显影剂硫酸钡2.791％～10.845％，引发剂过氧化苯甲酰0.013％～1.3％，抗生素硫酸庆大霉素0.902％～2.355％，甲基丙烯酸甲酯单体20％～50％，N,N-二甲基对甲苯胺0.2％～2％，对苯二酚0.015％～0.15％，合计为100％。
本发明所采用的另一技术方案是，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1、制备CMC-g-PAA共聚物粉末；
步骤2、将聚甲基丙烯酸甲酯与所述步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉末、显影剂BaSO4、引发剂BPO、硫酸庆大霉素按比例混和均匀，得到PMMA抗生素骨水泥固相粉末；
步骤3、将甲基丙烯酸甲酯、活化剂N,N-二甲基对甲苯胺、阻聚剂邻苯二酚按比例混和均匀，得到PMMA抗生素骨水泥液相；
步骤4、将所述步骤2得到的PMMA抗生素骨水泥固相粉末和所述步骤3得到的PMMA抗生素骨水泥液相在真空环境下按比例混合，充分搅拌3～6min后进行填充，最后固化20min～40min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
本发明的特点还在于，
步骤1中制备CMC-g-PAA共聚物粉末的具体步骤为：
步骤1.1、分别取羧甲基纤维素2.702％～15.151％、丙烯酸54.054％～60.606％、引发剂过硫酸铵0.2％～2％、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02％～0.2％和去离子水32.432％～36.363％，总计100％。将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中后均匀混合，将得到的混合溶液连续搅拌并加热至35℃～55℃；
步骤1.2、用N2吹扫加热后的混合溶液以除去溶液中溶解的氧气，之后将混合溶液升温至70℃～75℃，让混合溶液在氮气气氛中恒温反应2～4h，得到CMC-g-PAA共聚物；
步骤1.3、将所述CMC-g-PAA共聚物用去离子水洗涤后在60-70℃条件下真空干燥至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤1.1中羧甲基纤维素溶液、引发剂过硫酸铵和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的配制方式均为室温下在去离子水中溶解，辅以磁力搅拌或机械搅拌。
步骤1.3中用去离子水洗涤15-20次，干燥时间为22-24h。
步骤1.3中得到的CMC-g-PAA共聚物粉末的粒径在20～50μm之间。
步骤2中各物质的组分分别为：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％、CMC-g-PAA共聚物粉末5％～40％、显影剂BaSO42.791％～10.845％、引发剂BPO0.013％～1.3％、硫酸庆大霉素0.902％～2.355％。
步骤3中各物质的组分分别为：甲基丙烯酸甲酯20％～50％、活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.2％～2％、阻聚剂邻苯二酚0.015％～0.15％。
步骤4中PMMA抗生素骨水泥固相粉末与PMMA抗生素骨水泥液相的固液比为：0.8g：1ml～2.5g：1ml。
本发明的有益效果是：
1.所制备的可注射型PMMA抗生素骨水泥，在固相中引入了CMC-g-PAA共聚物粉末，CMC-g-PAA具有轻度交联的空间网络结构，同时其表面含有丰富的亲水基团，当其处于有水环境中能够吸附周围环境中的水分子并储存在其空间网络中，在骨水泥中形成吸水通路，同时还提高了骨水泥比表面积和孔隙率，因此可以使抗生素高效持续释放，同时可以降低骨水泥的模量避免骨水泥临近椎体发生二次骨折。
2.CMC-g-PAA共聚物粉末中的羧甲基纤维素具有良好生物相容性和有较好的骨形成能力，同时其具有较好的生物降解性可进一步提高骨水泥中抗生素的释放率。
3.抗生素从骨水泥基质中的释放主要取决于骨水泥表面积，抗生素以弥散的方式释放，而药物弥散与骨水泥基质的吸水能力紧密相关，骨水泥中药物的释放与骨水泥的吸水性成正比，同时研究表明在骨水泥中用含有亲水基团的聚合物可以改善骨水泥吸水作用，因此在骨水泥中引亲水性分子后提高抗生素的释放效果，此外，骨水泥吸水后体积膨胀可抵消其聚合所产生的体积收缩。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，按照质量百分比由以下原料组成：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％，CMC-g-PAA 5％～40％，显影剂硫酸钡2.791％～10.845％，引发剂过氧化苯甲酰0.013％～1.3％，抗生素硫酸庆大霉素0.902％～2.355％，甲基丙烯酸甲酯单体20％～50％，N,N-二甲基对甲苯胺0.2％～2％，对苯二酚0.015％～0.15％，合计为100％
本发明一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1、制备CMC-g-PAA共聚物粉末；
制备CMC-g-PAA共聚物粉末的具体步骤为：
步骤1.1、分别取羧甲基纤维素2.702％～15.151％、丙烯酸54.054％～60.606％、引发剂过硫酸铵0.2％～2％、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02％～0.2％和去离子水32.432％～36.363％，总计100％。将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中后均匀混合，将得到的混合溶液连续搅拌并加热至35℃～55℃，其中羧甲基纤维素溶液、引发剂过硫酸铵和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的配制方式均为室温下在去离子水中溶解，辅以磁力搅拌或机械搅拌；
步骤1.2、用N2吹扫加热后的混合溶液以除去溶液中溶解的氧气，之后将混合溶液升温至70℃～75℃，让混合溶液在氮气气氛中恒温反应2～4h，得到CMC-g-PAA共聚物；
步骤1.3、将所述CMC-g-PAA共聚物用去离子水洗涤后在60-70℃条件下真空干燥至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末，且用去离子水洗涤15-20次，干燥时间为22-24h，最后得到的CMC-g-PAA共聚物粉末的粒径在20～50μm之间；
步骤2、将聚甲基丙烯酸甲酯与所述步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉末、显影剂BaSO4、引发剂BPO、硫酸庆大霉素按比例混和均匀，得到PMMA抗生素骨水泥固相粉末；
步骤2中各物质的组分分别为：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％、CMC-g-PAA共聚物粉末5％～40％、显影剂BaSO42.791％～10.845％、引发剂BPO0.013％～1.3％、硫酸庆大霉素0.902％～2.355％；
步骤3、将甲基丙烯酸甲酯、活化剂N,N-二甲基对甲苯胺、阻聚剂邻苯二酚按比例混和均匀，得到PMMA抗生素骨水泥液相；
步骤3中各物质的组分分别为：甲基丙烯酸甲酯20％～50％、活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.2％～2％、阻聚剂邻苯二酚0.015％～0.15％；
步骤4、将所述步骤2得到的PMMA抗生素骨水泥固相粉末和所述步骤3得到的PMMA抗生素骨水泥液相在真空环境下按比例混合，充分搅拌3～6min后进行填充，最后固化20min～40min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，且PMMA抗生素骨水泥固相粉末与PMMA抗生素骨水泥液相的固液比为：0.8g：1ml～2.5g：1ml。
实施例1
步骤1，CMC-g-PAA共聚物的制备：
反应在四口烧瓶中进行，四口烧瓶配有机械搅拌器、温度计、冷凝回流装置和氮气，分别取羧甲基纤维素6g、丙烯酸50g、引发剂过硫酸铵0.5g、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.05g和去离子水30g，将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中连续搅拌并加热至55℃，用N2吹扫1h以除去溶液中溶解的氧气，随后升温至75℃，在氮气气氛中恒温反应4h，即可得CMC-g-PAA共聚物，将得到的产物用去离子水洗涤20次，在70℃下真空干燥24h至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤2，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
称取2g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉1g以及0.186g显影剂BaSO4，0.087g引发剂BPO、0.06g硫酸庆大霉素，将上述原料混和均匀，即得到可注射型PMMA抗生素骨水泥固相粉末。
步骤3，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相的制备：
量取甲基丙烯酸甲酯3.5ml，称取活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.07g，阻聚剂邻苯二酚0.002g，将上述原料混合均匀即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相。
步骤4，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
将步骤2获得的骨水泥固相粉末与步骤3获得的骨水泥液相在真空混合系统中按固液比：2g：1ml混合，充分搅拌5min，将骨水泥注射到一定形状的内腔中行填充，固化40min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
实施例2
步骤1，CMC-g-PAA共聚物的制备：
反应在四口烧瓶中进行，四口烧瓶配有机械搅拌器、温度计、冷凝回流装置和氮气，分别取羧甲基纤维素6g、丙烯酸50g、引发剂过硫酸铵0.05g、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.005g和去离子水30g，将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中连续搅拌并加热至40℃，用N2吹扫0.5h以除去溶液中溶解的氧气，随后升温至70℃，在氮气气氛中恒温反应2h，即可得CMC-g-PAA共聚物，将得到的产物用去离子水洗涤15次，在60℃下真空干燥12h至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤2，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥固相的制备：
称取2g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉1g以及0.186g显影剂BaSO4、0.087g引发剂BPO、0.06g硫酸庆大霉素，将上述原料混和均匀，即得到可注射型PMMA抗生素骨水泥固相粉末。
步骤3，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相的制备：
量取甲基丙烯酸甲酯1.25ml，称取活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.04g，阻聚剂邻苯二酚0.001g，将上述原料混合均匀即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相。
步骤4，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
将步骤2获得的骨水泥固相粉末与步骤3获得的骨水泥液相在真空混合系统中按固液比：1.6g：1ml混合，充分搅拌3min，将骨水泥注射到一定形状的内腔中行填充，固化20min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
实施例3
步骤1，CMC-g-PAA共聚物的制备：
反应在四口烧瓶中进行，四口烧瓶配有机械搅拌器、温度计、冷凝回流装置和氮气，分别取羧甲基纤维素2.5g、丙烯酸50g、引发剂过硫酸铵0.5g、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.05g和去离子水30g，将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中连续搅拌并加热至55℃，用N2吹扫1h以除去溶液中溶解的氧气，随后升温至75℃，在氮气气氛中恒温反应4h，即可得CMC-g-PAA共聚物，将得到的产物用去离子水洗涤20次，在70℃下真空干燥24h至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤2，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥固相的制备：
称取2g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉0.417g以及0.213g显影剂BaSO4、0.017g引发剂BPO、0.13g硫酸庆大霉素，将上述原料混和均匀，即得到可注射型PMMA抗生素骨水泥固相粉末。
步骤3，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相的制备：
量取甲基丙烯酸甲酯3.5ml，称取活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.07g，阻聚剂邻苯二酚0.002g，将上述原料混合均匀即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相。
步骤4，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
将步骤2获得的骨水泥固相粉末与步骤3获得的骨水泥液相在真空混合系统中按固液比：2g：1ml混合，充分搅拌5min，将骨水泥注射到一定形状的内腔中行填充，固化40min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
实施例4
步骤1，CMC-g-PAA共聚物的制备：
反应在四口烧瓶中进行，四口烧瓶配有机械搅拌器、温度计、冷凝回流装置和氮气，分别取羧甲基纤维素2.5g、丙烯酸50g、引发剂过硫酸铵0.5g、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.05g和去离子水30g，将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中连续搅拌并加热至40℃，用N2吹扫0.5h以除去溶液中溶解的氧气，随后升温至70℃，在氮气气氛中恒温反应2h，即可得CMC-g-PAA共聚物，将得到的产物用去离子水洗涤15次，在60℃下真空干燥12h至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤2，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥固相的制备：
称取2g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉0.417g以及0.213g显影剂BaSO4、0.017g引发剂BPO、0.13g硫酸庆大霉素，将上述原料混和均匀，即得到可注射型PMMA抗生素骨水泥固相粉末。
步骤3，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相的制备：
量取甲基丙烯酸甲酯1.25ml，称取活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.04g，阻聚剂邻苯二酚0.001g，将上述原料混合均匀即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相。
步骤4，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
将步骤2获得的骨水泥固相粉末与步骤3获得的骨水泥液相在真空混合系统中按固液比：1.6g：1ml混合，充分搅拌3min，将骨水泥注射到一定形状的内腔中行填充，固化20min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
实施例5
步骤1，CMC-g-PAA共聚物的制备：
反应在四口烧瓶中进行，四口烧瓶配有机械搅拌器、温度计、冷凝回流装置和氮气，分别取羧甲基纤维素6g、丙烯酸50g、引发剂过硫酸铵0.5g、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.05g和去离子水30g，将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中连续搅拌并加热至55℃，用N2吹扫1h以除去溶液中溶解的氧气，随后升温至75℃，在氮气气氛中恒温反应4h，即可得CMC-g-PAA共聚物，将得到的产物用去离子水洗涤20次，在70℃下真空干燥24h至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤2，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥固相的制备：
称取2g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉1g以及0.186g显影剂BaSO4，0.087g引发剂BPO、0.06g硫酸庆大霉素，将上述原料混和均匀，即得到可注射型PMMA抗生素骨水泥固相粉末。
步骤3，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相的制备：
量取甲基丙烯酸甲酯1.25ml，称取活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.04g，阻聚剂邻苯二酚0.001g，将上述原料混合均匀即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相。
步骤4，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
将步骤2获得的骨水泥固相粉末与步骤3获得的骨水泥液相在真空混合系统中按固液比：1.6g：1ml混合，充分搅拌3min，将骨水泥注射到一定形状的内腔中行填充，固化20min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
实施例6
步骤1，CMC-g-PAA共聚物的制备：
反应在四口烧瓶中进行，四口烧瓶配有机械搅拌器、温度计、冷凝回流装置和氮气，分别取羧甲基纤维素6g、丙烯酸50g、引发剂过硫酸铵0.05g、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.005g和去离子水30g，将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中连续搅拌并加热至40℃，用N2吹扫0.5h以除去溶液中溶解的氧气，随后升温至70℃，在氮气气氛中恒温反应2h，即可得CMC-g-PAA共聚物，将得到的产物用去离子水洗涤15次，在60℃下真空干燥12h至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
步骤2，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥固相的制备：
称取2g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉0.417g以及0.213g显影剂BaSO4、0.017g引发剂BPO、0.13g硫酸庆大霉素，将上述原料混和均匀，即得到可注射型PMMA抗生素骨水泥固相粉末。
步骤3，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相的制备：
量取甲基丙烯酸甲酯4ml，称取活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.077g，阻聚剂邻苯二酚0.003g，将上述原料混合均匀即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥液相。
步骤4，一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备：
将步骤2获得的骨水泥固相粉末与步骤3获得的骨水泥液相在真空混合系统中按固液比：1.6g：1ml混合，充分搅拌3min，将骨水泥注射到一定形状的内腔中行填充，固化20min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
实施例中制备得到的PMMA抗生素骨水泥中硫酸庆大霉素释放效果的如下(n＝3)：

Claims (9)

1.一种可注射型PMMA抗生素骨水泥，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％，CMC-g-PAA5％～40％，显影剂硫酸钡2.791％～10.845％，引发剂过氧化苯甲酰0.013％～1.3％，抗生素硫酸庆大霉素0.902％～2.355％，甲基丙烯酸甲酯单体20％～50％，N,N-二甲基对甲苯胺0.2％～2％，对苯二酚0.015％～0.15％，合计为100％。
2.一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制备CMC-g-PAA共聚物粉末；
步骤2、将聚甲基丙烯酸甲酯与所述步骤1中制得的CMC-g-PAA共聚物粉末、显影剂BaSO4、引发剂BPO、硫酸庆大霉素按比例混和均匀，得到PMMA抗生素骨水泥固相粉末；
步骤3、将甲基丙烯酸甲酯、活化剂N,N-二甲基对甲苯胺、阻聚剂邻苯二酚按比例混和均匀，得到PMMA抗生素骨水泥液相；
步骤4、将所述步骤2得到的PMMA抗生素骨水泥固相粉末和所述步骤3得到的PMMA抗生素骨水泥液相在真空环境下按比例混合，充分搅拌3～6min后进行填充，最后固化20min～40min后即可得到一种可注射型PMMA抗生素骨水泥。
3.根据权利要求3所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤1中制备CMC-g-PAA共聚物粉末的具体步骤为：
步骤1.1、分别取羧甲基纤维素2.702％～15.151％、丙烯酸54.054％～60.606％、引发剂过硫酸铵0.2％～2％、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02％～0.2％和去离子水32.432％～36.363％，总计100％。将羧甲基纤维素溶液、AA、交联剂MBA溶液以及引发剂APS溶液依次加入四口烧瓶中后均匀混合，将得到的混合溶液连续搅拌并加热至35℃～55℃；
步骤1.2、用N2吹扫加热后的混合溶液以除去溶液中溶解的氧气，之后将混合溶液升温至70℃～75℃，让混合溶液在氮气气氛中恒温反应2～4h，得到CMC-g-PAA共聚物；
步骤1.3、将所述CMC-g-PAA共聚物用蒸馏水洗涤后在60-70℃条件下真空干燥至恒重，最后将其研磨并筛分获得CMC-g-PAA共聚物粉末。
4.根据权利要求3所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中羧甲基纤维素溶液、引发剂过硫酸铵和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的配制方式均为室温下在去离子水中溶解，辅以磁力搅拌或机械搅拌。
5.根据权利要求3所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤1.3中用蒸馏水洗涤15-20次，干燥时间为22-24h。
6.根据权利要求3所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤1.3中得到的CMC-g-PAA共聚物粉末的粒径在20～50μm之间。
7.根据权利要求2所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤2中各物质的组分分别为：聚甲基丙烯酸甲酯30％～50％、CMC-g-PAA共聚物粉末5％～40％、显影剂BaSO42.791％～10.845％、引发剂BPO0.013％～1.3％、硫酸庆大霉素0.902％～2.355％。
8.根据权利要求2所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤3中各物质的组分分别为：甲基丙烯酸甲酯20％～50％、活化剂N,N-二甲基对甲苯胺0.2％～2％、阻聚剂邻苯二酚0.015％～0.15％。
9.根据权利要求2所述的一种可注射型PMMA抗生素骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤4中PMMA抗生素骨水泥固相粉末与PMMA抗生素骨水泥液相的固液比为：0.8g：1ml～2.5g：1ml。
CN201910470587.5A 2019-05-31 2019-05-31 一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法 Active CN110101906B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910470587.5A CN110101906B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910470587.5A CN110101906B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110101906A true CN110101906A (zh) 2019-08-09
CN110101906B CN110101906B (zh) 2021-08-06

Family

ID=67493377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910470587.5A Active CN110101906B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110101906B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111729131A (zh) * 2020-08-07 2020-10-02 北京邦塞科技有限公司 智能化控释载药骨水泥及其制备方法和应用
CN115350326A (zh) * 2022-10-20 2022-11-18 四川大学华西医院 一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004071543A1 (en) * 2003-02-13 2004-08-26 Synthes Ag Chur Injectable bone-replacement mixture
CN1768867A (zh) * 2004-10-07 2006-05-10 贺利氏古萨有限公司 内含抗生素/抗菌素聚甲基丙烯酸甲酯骨骼粘固粉
CN101420922A (zh) * 2005-12-06 2009-04-29 埃特克斯公司 多孔磷酸钙骨材料
CN103893829A (zh) * 2014-03-27 2014-07-02 西安理工大学 一种可注射型多孔复合骨水泥的制备方法
US20150093443A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Loma Linda University Microcomposites for treatment of bone
CN104623726A (zh) * 2015-01-12 2015-05-20 西安理工大学 一种可注射型吸水膨胀骨水泥及其制备方法
CN104906632A (zh) * 2015-06-19 2015-09-16 上海凯利泰医疗科技股份有限公司 一种骨水泥及其制备方法和应用
CN104922733A (zh) * 2015-06-19 2015-09-23 西安理工大学 一种可注射膨胀型骨水泥及其制备方法
CN106075606A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 山东明德生物医学工程有限公司 一种锶磷灰石骨水泥及制备方法
CN108187144A (zh) * 2018-01-16 2018-06-22 北京科技大学 一种仿骨小梁结构的可注射膨胀复合骨水泥及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004071543A1 (en) * 2003-02-13 2004-08-26 Synthes Ag Chur Injectable bone-replacement mixture
CN1768867A (zh) * 2004-10-07 2006-05-10 贺利氏古萨有限公司 内含抗生素/抗菌素聚甲基丙烯酸甲酯骨骼粘固粉
CN101420922A (zh) * 2005-12-06 2009-04-29 埃特克斯公司 多孔磷酸钙骨材料
US20150093443A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Loma Linda University Microcomposites for treatment of bone
CN103893829A (zh) * 2014-03-27 2014-07-02 西安理工大学 一种可注射型多孔复合骨水泥的制备方法
CN104623726A (zh) * 2015-01-12 2015-05-20 西安理工大学 一种可注射型吸水膨胀骨水泥及其制备方法
CN104906632A (zh) * 2015-06-19 2015-09-16 上海凯利泰医疗科技股份有限公司 一种骨水泥及其制备方法和应用
CN104922733A (zh) * 2015-06-19 2015-09-23 西安理工大学 一种可注射膨胀型骨水泥及其制备方法
CN106075606A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 山东明德生物医学工程有限公司 一种锶磷灰石骨水泥及制备方法
CN108187144A (zh) * 2018-01-16 2018-06-22 北京科技大学 一种仿骨小梁结构的可注射膨胀复合骨水泥及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EUN JO OH等: "Antibiotic-eluting hydrophilized PMMA bone cement with prolonged bactericidal effect for the treatment of osteomyelitis", 《JOURNAL OF BIOMATERIALS APPLICATIONS》 *
H. VAN DE BELT等: "Surface roughness, porosity and wettability of gentamicin-loaded bone cements and their antibiotic release", 《BIOMATERIALS》 *
HIDEO KOBAYASHI等: "Long-term evaluation of a calcium phosphate bone cement with carboxymethyl cellulose in a vertebral defect model", 《JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A》 *
YUFEI TANG等: "Fabrication of injectable and expandable PMMA/PAASf bone cements", 《COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111729131A (zh) * 2020-08-07 2020-10-02 北京邦塞科技有限公司 智能化控释载药骨水泥及其制备方法和应用
CN115350326A (zh) * 2022-10-20 2022-11-18 四川大学华西医院 一种抗感染功能增强型抗生素骨水泥及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN110101906B (zh) 2021-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yaszemski et al. In vitro degradation of a poly (propylene fumarate)-based composite material
ES2712924T3 (es) Composición acrílica de dos partes endurecible
US7138442B2 (en) Reduced exothermic bone replacement cement
US8575274B2 (en) Multi-solution bone cements and methods of making the same
TWI643640B (zh) 骨水泥組合物及其套組
JP6076947B2 (ja) 硬化性二部型アクリル系組成物及びその生成方法
JP2002501563A (ja) 速い膨潤性、機械的高強度及び超吸収性を有するヒドロゲル複合体及び超多孔質ヒドロゲル複合体
US10149919B2 (en) Hardenable multi-part acrylic composition
CN110101906A (zh) 一种可注射型pmma抗生素骨水泥及其制备方法
CN104922733A (zh) 一种可注射膨胀型骨水泥及其制备方法
WO2007106256A2 (en) Antimicrobial, radiopaque, microfiber-reinforced, polymeric methacrylate bone cement
Vázquez et al. Acrylic bone cements modified with β-TCP particles encapsulated with poly (ethylene glycol)
TWI680776B (zh) 骨水泥組合物及其套組
CN111467564A (zh) 一种自膨胀复合骨水泥及其制备方法
KR20190126879A (ko) 경화성 다중 부분 아크릴 조성물
CN114209872A (zh) 一种双组份糊剂、应用和骨水泥的制备方法
CN105688283B (zh) 一种改性丝素蛋白-磷酸钙复合型骨水泥及其制备方法
Vázquez et al. Key-properties and recent advances in Bone cements Technology
Iskander et al. Mechanical properties of biodegradable bone cement composites
CN110025823A (zh) 一种骨水泥材料及其制备方法
CN111544645A (zh) 一种可部分降解的丙烯酸类骨填充材料及其制备
JPH02167171A (ja) 骨セメントの組成物
PL221140B1 (pl) Biodegradowalny, wstrzykiwalny substytut tkanki kostnej

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant