CN111012952A - 一种椎体强化磷酸钙骨水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种椎体强化磷酸钙骨水泥，该骨水泥具有良好的抗压强度、抗溃散性和成骨诱导作用，可避免椎体成形术中由于溃散引起的肺栓塞。本发明的技术方案是：所述磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括以下重量份组分：90‑100份磷酸钙粉末、5‑10份可吸收纤维、10‑20重量份负载骨形态发生蛋白的季铵盐‑73膨润土、10‑30重量份显影剂，所述固化液包括以下重量份组分：20‑40份缓冲液。本发明使用较低浓度的骨形态发生蛋白，对膨润土进行改性，季铵盐上带有阳离子，从而形成蛋白质结合位点，骨形态发生蛋白与膨润土结合后不易被体液带走，使骨水泥中的骨形态发生蛋白浓度不随时间降低。可以减少毒性，降低成本，适合广泛推广应用。

Description

一种椎体强化磷酸钙骨水泥及其制备方法
技术领域
本发明属于医用材料领域，涉及一种骨水泥技术领域，具体涉及一种椎体强化磷酸钙骨水泥及其制备方法。
背景技术
骨质疏松症可引起脊柱的退行性疾病，以骨微结构损坏、骨量降低及骨脆性增大为主要特征，在美国，据估计七十以上的妇女中有25%有脊柱骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCF），主要临床表现是腰背部的疼痛，胸腰部活动受限，并会影响患者的生活质量。传统的治疗方法为卧床休息、药物、矫形支具、补钙等治疗。
1987年法国的Galibert等最先报告运用椎体成形术（Vertebroplasty，VP）治疗顽固性疼痛的C2椎体血管瘤，取得了良好效果，这项技术被推广应用到良恶性椎体肿瘤、骨质疏松性椎体骨折以及骨折危险性高的椎体进行预防性治疗，该技术是经皮肤通过穿刺针将PMMA骨水泥注入患椎椎体内，增加患者的强度和刚度，以防止椎体的进一步塌陷，能有效的缓解疼痛，改善患者的生活治疗，但是实施这项技术的同时也会出现并发症。
磷酸钙骨水泥与人体骨组织的成分相似，具有良好的生物相容性、骨传导性，遇水自固化，可进行注射，可任意塑性，并且放热少，降解缓慢，但是磷酸钙骨水泥力学强度低，降解速度与新骨生成速度不一致，椎体成形术中骨水泥溃散会导致肺栓塞，这些缺陷限制了其在椎体成形治疗上的应用。
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椎体强化磷酸钙骨水泥及其制备方法，该骨水泥具有良好的抗压强度、抗溃散性和成骨诱导作用，可避免椎体成形术中由于溃散引起的肺栓塞。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括以下重量份组分：90-100份磷酸钙粉末、5-10份可吸收纤维、10-20重量份负载骨形态发生蛋白的季铵盐-73膨润土、10-30重量份显影剂，所述固化液包括以下重量份组分：40-80份缓冲液。
优选地，所述季铵盐-73膨润土的制备方法包括以下步骤：
1）称取钙基膨润土10-20g，加入10-20g水，升温至70-100℃，恒温搅拌1-2h，再加入2-5g季铵盐-73，继续搅拌18-36h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液；
2）在在50-80℃条件下烘干膨润土，粉碎至100-300目，得到改性膨润土。
优选地，所述季铵盐-73膨润土的制备方法包括以下步骤：
1）称取钙基膨润土10g，加入10水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液；
2）在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
优选地，所述负载BMP的改性膨润土制备方法如下：
称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为20%wt-30%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：骨形态发生蛋白的质量比200000-500000：1将骨形态发生蛋白加入改性膨润土中，使BMP负载于改性膨润土凝胶中。
优选地，所述负载骨形态发生蛋白的改性膨润土制备方法如下：
称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：骨形态发生蛋白的质量比350000：1将骨形态发生蛋白加入改性膨润土中，使骨形态发生蛋白负载于改性膨润土凝胶中。
优选地，所述骨形态发生蛋白选自BMP-2、BMP-3、BMP-3b、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12、BMP-13、BMP-14、BMP-15、BMP-16、BMP-17、BMP-18中的一种或几种，优选地，所述骨形态发生蛋白为BMP-2。
优选地，所述可吸收纤维为PLGA纤维，优选地，所述PLGA纤维长度0.5-2mm，直径100-400微米。
优选地，所述显影剂选自：碘仿、硫酸钡、氯化锶、二氧化锆中的至少一种。
优选地，所述固相粉末中磷酸钙选自磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、无水磷酸氢钙、二水磷酸氢钙、磷酸二氢钙、焦磷酸钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、锶磷灰石、含碳酸磷灰石中的一种或几种。
优选地，所述缓冲液为质量分数为3%—8%的磷酸氢二钠溶液，优选的，缓冲液为质量分数为3%的磷酸氢二钠溶液。
本发明还提供磷酸钙骨水泥在制备治疗椎体骨质疏松的医用材料中的应用。
膨润土具有良好的吸湿性及吸水膨胀性，可在水中迅速溶胀分散，形成表面水化的凝胶颗粒。膨润土具有止血、加速伤口愈合的作用。
骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)又称骨形成蛋白，是一组具有类似结构的高度保守的功能蛋白。BMP能刺激DNA的合成和细胞的复制，从而促进间充质细胞定向分化为成骨细胞。在临床上，将胶原海绵浸泡在可溶BMP溶剂再置于骨折或椎体融合处，接近50%的BMP在3-6天内释放，因此需要大量的BMP。研究表明BMP的副作用有：成骨异位、溶骨作用以及膨胀，这些副作用都与BMP的使用相关，并且BMP价格昂贵，这些缺点限制了BMP在骨水泥中的应用，因此，需要开发出一种高度有效的BMP载体以减少BMP的用量、促进成骨细胞的分化。
本发明将骨形态发生蛋白负载在改性的膨润土上，可以减少骨形态发生蛋白的用量。
本发明将骨水泥制成粘稠的糊状物后，吸入压力注射器中，在透视导向设备的辅助下，经皮穿刺椎体，将糊状物注入椎体，糊状物在追体内进行自固化。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）本发明制备的椎体强化磷酸钙骨水泥具有良好的抗压强度、抗溃散性和成骨诱导作用。
2）本发明使用较低浓度的骨形态发生蛋白，对膨润土进行改性，季铵盐上带有阳离子，从而形成蛋白质结合位点，骨形态发生蛋白与膨润土结合后不易被体液带走，使骨水泥中的骨形态发生蛋白浓度不随时间降低。可以减少毒性，降低成本，适合广泛推广应用。
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。
膨润土，产品编号：B102863，购自aladdin;
BMP-2，产品编号：bs-1012R-50ul，购自：博奥森（BIOSS）;
PLGA：产品编号：购自山东医疗器械研究所
实施例1
作为本发明所述的磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液；
改性膨润土的制备：称取直径为20μm的钙基膨润土10g，加入10g水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液，在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
负载骨形态发生蛋白的改性膨润土制备：称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为20%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：BMP-2的质量比200000：1将BMP-2加入改性膨润土中，使BMP负载于改性膨润土凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP-2的改性膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
实施例2
作为本发明所述的磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液；
改性膨润土的制备：称取直径为20μm的钙基膨润土10g，加入10g水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液，在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
负载BMP-2的改性膨润土制备：称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：BMP-2的质量比500000：1将BMP-2加入改性膨润土中，使BMP-2负载于改性膨润土凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP-2的改性膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
实施例3
作为本发明所述的磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液；
改性膨润土的制备：称取直径为20μm的钙基膨润土10g，加入10g水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液，在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
负载BMP-2的改性膨润土制备：称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：BMP-2的质量比350000：1将BMP-2加入改性膨润土中，使BMP-2负载于改性膨润土凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP-2的改性膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
实施例4
作为本发明所述的磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液；
改性膨润土的制备：称取直径为20μm的钙基膨润土10g，加入10g水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液，在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
负载BMP-2的改性膨润土制备：称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：BMP-2的质量比1000000：1将BMP-2加入改性膨润土中，使BMP-2负载于改性膨润土凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP-2的改性膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
实施例5
作为本发明所述的磷酸钙骨水泥的一种实施例，本实施例所述的磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液；
改性膨润土的制备：称取直径为20μm的钙基膨润土10g，加入10g水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液，在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
负载BMP-2的改性膨润土制备：称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：BMP-2的质量比5000000：1将BMP-2加入改性膨润土中，使BMP-2负载于改性膨润土凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP-2的改性膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
对比例1
改性膨润土的制备：称取直径为20μm的钙基膨润土10g，加入10g水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液，在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份改性膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。磷酸钙粉末的直径为：10μm。
本对比例与实施例3的区别是改性的膨润土不负载BMP-2。
对比例2
负载BMP-2的膨润土制备：称取膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：BMP-2的质量比350000：1将BMP加入改性膨润土中，使BMP-2负载于膨润土凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP的膨润土、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
本对比例与实施例3的区别是负载BMP-2的膨润土未改性。
对比例3
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度1mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
本对比例与实施例3的区别是不添加BMP-2。
对比例4
对实施例2~4和对比例1~6的快速降解的可注射型骨水泥进行以下性能检测。
负载BMP-2的藻酸盐凝胶制备：称取藻酸盐溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为5%wt的藻酸钠溶液，按藻酸钠溶液：BMP-2的质量比350000：1将BMP-2加入藻酸钠溶液中，配制浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，向藻酸钠溶液中加入CaCl2搅拌直至生成凝胶，使BMP-2负载于藻酸盐凝胶中。
磷酸钙骨水泥的制备：称取95重量份磷酸钙粉末、8重量份 PLGA纤维、15重量份负载BMP-2的藻酸盐、20重量份硫酸钡混合，可吸收纤维PLGA长度0.3mm，直径300μm，按照每克固相中加入0.5g液相固化液的量制备将骨水泥调成糊状；其中固化液为质量分数3%的Na2HPO4溶液。 磷酸钙粉末的直径为：10μm。
本对比例与实施例3的区别是用负载BMP-2的藻酸盐凝胶替换负载BMP-2的改性膨润土。
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、细胞毒性试验
按照标准GB/T14233 .2-2005进行细胞毒性试验进行测试。
实施例1~4制备的骨水泥的凝结时间、可注射性和细胞毒性试验结果如表1所示。
3、固化时间
按标准ASTM C191-13，采用吉尔摩仪测定所述快速降解的可注射型骨水泥的凝结时间，结果如表1所示。
表1
组别 固化时间（min） 可注射率（%） 细胞毒性等级
实施例1 14.0 94.6% 0
实施例2 17.4 91.4% 0
实施例3 15.7 92.7% 0
实施例4 15.6 91.6% 0
实施例5 15.1 91.9% 0
对比例1 15.6 92.8% 1
对比例2 21.2 92.6% 1
对比例3 15.6 91.65 1
对比例4 15.8 90.6% 1
由表1结果可知，加入了改性膨润土的骨水泥的生物相容性、可注射性与普通骨水泥相当，凝结时间符合临床要求。
4、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1 mm/min，结果如表2所示。
5、抗溃散性
取1g固相粉末按比例与发泡固化液调和成为均匀的糊状物后，通过注射器注射到装有30mL SBF溶液的烧杯中，在60rpm，37℃恒温摇床中震荡1h，计算CPC的溃散率。溃散率为磷酸钙骨水泥浆体在SBF中固化后所剩的质量占固化前磷酸钙骨水泥总质量的百分比， 结果如表2所示。
表2
组别 抗压强度(MPa) 溃散率（%）
实施例3 19.2 10.6
对比例2 14.2 20.3
对比例3 12.8 28.6
对比例4 14.4 21.6
由表2结果可知，本发明添加的改性膨润土可有效增强磷酸钙骨水泥力学性能，减少溃散率，对膨润土进行改性后，实施例3的溃散率明显低于对比例2，改性后的膨润土在体内可形成凝胶，表明形成的凝胶可以减少骨水泥的溃散。
6、成骨作用
取36只健康新西兰兔，构建双侧股骨髁部缺损修复模型，将实施例1-5，对比例1-4制备的骨水泥注射入缺损部，每个实施例的骨水泥植入4只新西兰兔的左右股骨髁缺损部，对皮肤和皮下筋膜进行逐层缝合，术后肌肉注射青霉素进行抗感染，并正常进行喂养。
植入30天后，观察形成的骨的面积，取两侧股骨髁，通过Van-Gieson染色法观察骨组织形态学变化，计算新骨形成面积在总骨缺损区中的占比。
表3
组别 只数 30天新骨面积占比（%） 3个月后新骨面积占比（%） P值
实施例1 4 35.22 78.95 ＜0.01
实施例2 4 34.62 75.68 ＜0.01
实施例3 4 35.87 79.65 ＜0.01
实施例4 4 30.52 71.25 ＜0.01
实施例5 4 30.14 70.68 ＜0.01
对比例1 4 12.52 40.15 ＜0.01
对比例2 4 20.15 50.65 ＜0.01
对比例3 4 12.65 37.48 ＜0.01
对比例4 4 19.56 53.25 ＜0.01
结果：植入后1个月，实施例1-3的骨水泥可明显增加骨体积，与含有负载BMP-2的藻酸盐骨水泥对比例4相比，骨增加更明显，并且采用改性的膨润土负载BMP-2，在较低浓度下BMP-2成骨作用与高剂量BMP-2的实施例4、实施例5相当，膨润土改性后的季铵盐上带有阳离子，从而形成蛋白质结合位点，BMP-2与膨润土结合后不易被体液带走，使骨水泥中的BMP-2浓度不随时间降低。
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)

1.一种椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述磷酸钙骨水泥包括固相粉末和固化液，所述固相粉末包括以下重量份组分：90-100份磷酸钙粉末、5-10份可吸收纤维、10-20重量份负载骨形态发生蛋白的季铵盐-73膨润土、10-30重量份显影剂，所述固化液包括以下重量份组分：40-80份缓冲液。
2.根据权利要求1所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述季铵盐-73膨润土的制备方法包括以下步骤：
1）称取钙基膨润土10-20g，加入10-20g水，升温至70-100℃，恒温搅拌1-2h，再加入2-5g季铵盐-73，继续搅拌18-36h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液；
2）在在50-80℃条件下烘干膨润土，粉碎至100-300目，得到改性膨润土。
3.根据权利要求2所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述季铵盐-73膨润土的制备方法包括以下步骤：
1）称取钙基膨润土10g，加入10水，升温至70℃，恒温搅拌1.5h，再加入2g季铵盐-73，继续搅拌18h，得到复合季铵盐-73的膨润土溶液；
2）在60℃条件下烘干膨润土，粉碎至100目，得到改性膨润土。
4.根据权利要求1所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述负载骨形态发生蛋白的改性膨润土制备方法如下：
称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为20%wt-30%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：骨形态发生蛋白的质量比200000-500000：1将骨形态发生蛋白加入改性膨润土中，使骨形态发生蛋白负载于改性膨润土凝胶中。
5.根据根据权利要求4所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述负载骨形态发生蛋白的改性膨润土制备方法如下：
称取改性膨润土溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为25%wt的膨润土溶液，按膨润土溶液：骨形态发生蛋白的质量比350000：1将骨形态发生蛋白加入改性膨润土中，使骨形态发生蛋白负载于改性膨润土凝胶中。
6.根据权利要求1所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述可吸收纤维为PLGA纤维，优选地，所述PLGA纤维长度0.5-2mm，直径100-400微米。
7.根据权利要求1所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述骨形态发生蛋白选自BMP-2、BMP-3、BMP-3b、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12、BMP-13、BMP-14、BMP-15、BMP-16、BMP-17、BMP-18中的一种或几种，优选地，所述骨形态发生蛋白为BMP-2。
8.根据权利要求1所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述固相粉末中磷酸钙选自磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、无水磷酸氢钙、二水磷酸氢钙、磷酸二氢钙、焦磷酸钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、锶磷灰石、含碳酸磷灰石中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述椎体强化磷酸钙骨水泥，其特征在于，所述缓冲液为质量分数为3%—8%的磷酸氢二钠溶液，所述显影剂选自：碘仿、硫酸钡、氯化锶、二氧化锆中的至少一种；优选的，缓冲液为质量分数为3%的磷酸氢二钠溶液。
10.权利要求1-9任一项所述的磷酸钙骨水泥在制备治疗椎体骨质疏松的医用材料中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117298348A (zh) * 2023-04-24 2023-12-29 鹏拓生物科技(杭州)有限公司 一种非水相速固化双相磷酸钙流体骨水泥及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002065A (en) * 1988-04-20 1999-12-14 Norian Corporation Kits for preparing calcium phosphate minerals
CN104984394A (zh) * 2015-06-03 2015-10-21 浙江大学 医用金属植入体表面壳聚糖季铵盐/胶原复合涂层的制备方法
CN105451785A (zh) * 2013-08-09 2016-03-30 郡是株式会社 骨再生材料试剂盒、糊状骨再生材料、骨再生材料和骨接合材料
CN109276754A (zh) * 2018-09-25 2019-01-29 广州润虹医药科技股份有限公司 一种促生长的可注射骨水泥及其制备方法
CN110064071A (zh) * 2019-04-12 2019-07-30 西安理工大学 一种可膨胀无机骨水泥的制备方法
CN110540404A (zh) * 2019-10-17 2019-12-06 广州润虹医药科技股份有限公司 一种具有中空贯通结构的磷酸钙骨水泥、制备方法及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002065A (en) * 1988-04-20 1999-12-14 Norian Corporation Kits for preparing calcium phosphate minerals
CN105451785A (zh) * 2013-08-09 2016-03-30 郡是株式会社 骨再生材料试剂盒、糊状骨再生材料、骨再生材料和骨接合材料
CN104984394A (zh) * 2015-06-03 2015-10-21 浙江大学 医用金属植入体表面壳聚糖季铵盐/胶原复合涂层的制备方法
CN109276754A (zh) * 2018-09-25 2019-01-29 广州润虹医药科技股份有限公司 一种促生长的可注射骨水泥及其制备方法
CN110064071A (zh) * 2019-04-12 2019-07-30 西安理工大学 一种可膨胀无机骨水泥的制备方法
CN110540404A (zh) * 2019-10-17 2019-12-06 广州润虹医药科技股份有限公司 一种具有中空贯通结构的磷酸钙骨水泥、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KENYA MATSUO: "Rechargeable anti-microbial adhesive formulation containing cetylpyridinium chloride montmorillonite", ACTA BIOMATERIALIA *
YAMAMOTO YUYA: "Novel composite cement containing the anti-microbial compound CPC-Montmorillonite", DENTAL MATERIALS *
张金涛: "膨润土/聚甲基丙烯酸烯丙酯复合材料的制备", 分子科学学报 *
陈志勇: "有机膨润土制备及其结构性能分析", 非金属矿 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117298348A (zh) * 2023-04-24 2023-12-29 鹏拓生物科技(杭州)有限公司 一种非水相速固化双相磷酸钙流体骨水泥及其制备方法
CN117298348B (zh) * 2023-04-24 2024-05-17 鹏拓生物科技(杭州)有限公司 一种非水相速固化双相磷酸钙流体骨水泥及其制备方法

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