CN111544645A - 一种可部分降解的丙烯酸类骨填充材料及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可部分降解的丙烯酸类骨填充材料及其制备。本发明涉及生物工程领域中的生物材料技术。一种丙烯酸类骨填充材料组合物，包含聚甲基丙烯酸甲酯粉末，造影剂固体粉末，甲基丙烯酸甲酯单体和MDO。与现有技术相比，本发明的优点是：优化丙烯酸类骨填充材料的降解性能，使其在不改变原有力学性能的同时，能够在锥体内逐步降解缩小体积并部分被新生骨取代，改善现有骨填充材料长期遗留在体内造成填充区周围骨质发生溶解坏死的现状。

Description

一种可部分降解的丙烯酸类骨填充材料及其制备
技术领域
本发明涉及生物工程领域中的生物材料技术，具体说是一种可部分降解的丙烯酸类骨填充材料及其制备。
背景技术
骨质疏松性椎体压缩性骨折（Osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF）已为全球家庭和社会造成越来越沉重的负担。在美国，每年有150万人发生骨质疏松性骨折，其中超过半数为OVCF，5年内死亡率高达34%。在50岁以上的女性中，约45%发生过OVCF。球囊扩张椎体后凸成形术（Balloon kyphoplasty，BKP）是当前最常用的针对OVCF的医疗技术，其中骨填充材料是手术不可或缺的主材料。
现应用最广的骨填充材料是聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）骨填充材料，该材料具有坚强的力学性能，能给骨折锥体提供及时有效的稳定支撑，从而即刻缓解疼痛，患者术后短时间内就能恢复生活质量。但是该材料无降解性，在锥体内无法与骨质有效融合，新生骨无法将其替代，故骨水泥会长期遗留在体内，并有可能使填充区周围骨质发生溶解坏死，造成松动，甚至引起骨不连。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种混合了2-亚甲基-1，3-二氧杂环庚烷（2-methylene-1,3-dioxepane,MDO）的可部分降解的丙烯酸类骨填充材料及其制备方法。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供的技术方案是：一种骨填充材料，包含聚甲基丙烯酸甲酯粉末，造影剂固体粉末，甲基丙烯酸甲酯单体，其特点在于，所述MDO占骨填充材料液体组分的体积比为1-10%。
本发明优选的技术方案中，所述骨填充材料为聚甲基丙烯酸甲酯骨填充材料，其组合物为：聚甲基丙烯酸甲酯粉末，造影剂固体粉末，甲基丙烯酸甲酯单体和MDO。
聚甲基丙烯酸甲酯粉末与液体组分混合时能形成具有一定强度的固体，液体主要组分包括甲基丙烯酸甲酯单体及MDO，与粉末组分混合时能发生共聚反应，形成固体。
本发明第二方面提供一种骨填充材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取聚甲基丙烯酸甲酯粉末与二氧化锆及过氧化苯甲酰粉末混合备用；
（2）取甲基丙烯酸甲酯单体与N,N二甲基-对甲苯胺及不同比例MDO进行混合；
（3）在容器中装入步骤（1）的粉末组分，再加入步骤（2）的液体组分，充分搅拌均匀后，得到骨填充材料。
本发明第三方面提供了一种骨填充材料的用途，用于制备球囊扩张椎体后凸成形术BKP用的骨填充材料。
本发明中的术语“2-亚甲基-1，3-二氧杂环庚烷”是一种具有极高聚合活性的1,3-二氧庚环类有机物，能与包括甲基丙烯酸甲酯在内的多种单体发生共聚合反应，形成主链含脂基的共聚物，从而明显提高降解性，其原理见图1。MDO可通过化学方法制备或通过商业途径获得。
本发明中的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA粉末，其平均粒径为40μm，其平均分子量为15万。
本发明的骨填充材料，优选粉末组分与液体组分的混合比为2.6g：1ml。
与现有技术相比，本发明的优点是：优化丙烯酸类骨填充材料的降解性能，使其在不改变原有力学性能的同时，能够在锥体内逐步降解缩小体积并部分被新生骨取代，改善现有骨填充材料长期遗留在体内造成填充区周围骨质发生溶解坏死的现状。
下面结合附图具体说明实施方式。
实施例1 骨填充材料粉体及液体的制备。
将142重量份聚甲基丙烯酸甲酯粉末（平均粒径30μm，平均分子量8000，颗粒形状：球形，（购自国药集团化学试剂苏州有限公司））和117重量份二氧化锆（购自国药集团化学试剂苏州有限公司）及1重量份过氧化苯甲酰（购自国药集团化学试剂苏州有限公司），由此提供粉末组分。
另一方面，向49体积份甲基丙烯酸甲酯单体（购自上海麦恪林生化科技有限公司）中加入1体积份N,N二甲基-对甲苯胺（购自国药集团化学试剂苏州有限公司）及一定量的MDO（使其分别占总液体体积的1%，5%，10%，购自上海晶纯生化科技股份有限公司），混合均匀，由此提供液体组分。对照组不加入MDO。
然后，使用由此获得的混合粉末组分和混合液体组分来制备骨填充材料组合物成套包装，所述包装包含26g混合粉末构成的第一组分和10ml混合液体构成的第二组分。
实施例2 可降解的骨填充材料及其制备。
由玛瑙制成的搅拌容器中装入所述骨填充材料组合物成套包装的第一组分（混合粉末组分：26g），随后加入第二组分（混合液体组分：10ml），充分搅拌，得到骨填充材料。
实施例3 骨填充材料的形貌及性能测定。
（1）骨填充材料的表面形貌。
将试件断面在20mA下喷金2分钟，用Quanta250型扫描电镜观察其表面形貌。结果如图2。对照组与可降解骨填充材料均为致密形态，无孔洞结构，这是添加MDO不会破坏材料力学性能的结构基础。
（2）骨填充材料体外降解后形貌。
将上述骨填充材料用冰醋酸浸泡一天后观察形态。对照组与可降解骨填充材料都溶胀坍塌，对照组发生溶胀坍塌，长链聚合物未降解，粉末组分仍然被长链聚合物包埋，震荡后液体仍然澄清；可降解骨填充材料亦溶胀坍塌，长链聚合物降解，粉末组分失去包埋，震荡后液体浑浊。
（3）抗压强度测定。
将混合好的骨填充材料填入按ISO5833：2002制作的不锈钢模具，半小时后取出样品，所得样品尺寸为高12mm，直径6mm的圆柱体，本实验每组测定5套试件。将试件放于万能试验机（HY-1080）上进行压缩实验，以5mm/s的速度加载压力，记录最大屈服点的负载压力。从实验结果（图3）可知，随着加入MDO含量的增加，材料的抗压强度出现了下降的趋势，统计学结果提示，MDO占总液体组份的体积比为5%时不显著降低材料的抗压强度（P>0.05），而当MDO占总液体组份的体积比为10%时材料的抗压强度出现了显著降低（P<0.05）。
以上显示了和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本发明不受上述实例限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
附图说明
图1是MDO改变聚合物的聚合过程，使产物具有降解性的原理示意图；
图2是扫描电镜下骨填充材料的表面形貌图；
图3是各组骨填充材料的抗压强度对比图。

Claims (4)

1.一种骨填充材料组合物，包含聚甲基丙烯酸甲酯粉末，造影剂固体粉末，甲基丙烯酸甲酯单体，其特征在于，所述组合物还包含MDO。
2.根据权利要求1所述的骨填充材料组合物，其特征在于，所述MDO占骨填充材料液体组分的体积比为1-10%。
3.一种权利要求1-2任一项所述的骨填充材料的制备方法，其包括如下步骤：
（1）取聚甲基丙烯酸甲酯粉末与二氧化锆及过氧化苯甲酰粉末混合备用；
（2）取甲基丙烯酸甲酯单体与N,N二甲基-对甲苯胺及不同比例MDO进行混合；
（3）在容器中装入步骤（1）的粉末组分，再加入步骤（2）的液体组分，充分搅拌均匀后，得到骨填充材料。
4.一种权利权利要求1-3任一项所述的骨填充材料用于制备球囊扩张椎体后凸成形术BKP用的骨填充材料。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105288741A (zh) * 2015-07-24 2016-02-03 苏州大学 一种具有部分降解功能的丙烯酸类复合骨水泥及其制备方法
CN107353414A (zh) * 2017-08-04 2017-11-17 苏州大学 超支化聚己内酯及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105288741A (zh) * 2015-07-24 2016-02-03 苏州大学 一种具有部分降解功能的丙烯酸类复合骨水泥及其制备方法
CN107353414A (zh) * 2017-08-04 2017-11-17 苏州大学 超支化聚己内酯及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孔亚芬等: "2-亚甲基-1,3-二氧环庚烷的合成工艺研究", 《山东化工》 *

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