CN114225108A - 一种高黏度防渗漏pmma骨水泥的制备方法及其产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法及其产品和应用,使用明胶包覆PMMA粉末,提升调和浆的粘度,同时提升骨水泥的亲水性和生物相容性,促进骨水泥与组织融合;使用甘油改性骨水泥固化液,一方面能缩短低黏期、延长粘稠期,另一方面能降低PMMA骨水泥的弹性模量,减小临近椎体再发生压缩骨折的风险。本发明制备的PMMA骨水泥具有粘稠期长、低聚合温度、固化时间合适的特点,能降低骨水泥渗漏发生的风险,满足临床应用的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物医用材料技术领域的方法,具体是一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法及其产品和应用。
背景技术
骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种常见的全身性骨代谢性病,以骨量低下、骨微结构组织损坏为特征,易导致非外伤性骨折。骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fractures,OVCFs)是最常见的骨质疏松性骨折,约占骨质疏松性骨折的45%。经皮椎体成形术 ( percutaneous vertebroplasty,PVP )是最常用的治疗 OVCFs微创技术,目前PVP术中常用填充骨水泥为PMMA骨水泥,该骨水泥力学强度高,可填充修复承重骨的缺损。临床应用中,PMMA骨水泥渗漏是PVP术中一种常见并发症,可能导致神经压迫、肺栓塞等严重后果,如何避免和减少骨水泥渗漏是研究者关注的热点。骨水泥渗漏的原因有环境因素,包括缺损区域结构复杂、周围骨质破坏、椎体内压力过大等;也有材料因素,如PMMA骨水泥黏度过低、粘合性较差、固化时间过长等。控制PMMA骨水泥黏度,缩短低黏期、延长粘稠期、缩短硬化期,使其注射时呈较粘稠的状态,有利于PMMA骨水泥注射量的控制,防止骨水泥的渗漏。
本发明针对以上背景与不足,提供了一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥及其制备方法,通过调控骨水泥粉末配方和固化液成分,制备了一种高黏度、固化时间合适的防渗漏PMMA骨水泥。
发明内容
本发明目的在于提供一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法。
本发明的再一目的在于:提供一种上述方法制备的高黏度防渗漏PMMA骨水泥产品。
本发明的又一目的在于:提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现:一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配制浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,PMMA粉末按0.1-1:1(g/mL)的比例加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末由明胶包覆PMMA 94%、引发剂显影剂硫酸钡5%,引发剂过氧化苯甲酰1%组成,以上百分比为质量分数,骨水泥固化液由甲基丙烯酸甲酯单体55%-98.5%,甘油1%-30%,促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺0.25%-7.5%,稳定剂对苯二酚0.25%-7.5%组成,以上百分比为质量分数;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
步骤(1)所述的明胶水溶液的配制方法为50℃加热下搅拌溶解。
步骤(2)所述的骨水泥固相粉末的配制方式为将粉末用干法球混合,转速为120rpm;固化液的配制方式为室温下磁力搅拌或机械搅拌。
本发明提供一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥,根据上述任一所述方法制备得到。
本发明提供一种骨水泥在制备高黏度防渗漏PMMA骨水泥材料中的应用。
将PMMA粉末悬浮于明胶溶液中,进行冷冻干燥,得到明胶包覆的PMMA粉末,在此基础上加入显影剂硫酸钡、引发剂过氧化苯甲酰,配制得到PMMA骨水泥粉末;MMA单体、促进聚合剂、稳定剂与甘油按比例混合,制备骨水泥固化液。将骨水泥粉末与固化液按一定液固比进行调和,即可得到固化时间合理、高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
本发明包括以下步骤:
1、配制浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,所述配制方法为50℃加热下搅拌溶解。
2、PMMA粉末按0.1-1:1(g/mL)的比例加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末。
3、PMMA骨水泥固相粉末由明胶包覆PMMA 94%、引发剂显影剂硫酸钡5%,引发剂过氧化苯甲酰1%组成,以上百分比为质量分数。
4、PMMA骨水泥固化液由甲基丙烯酸甲酯单体55%-98.5%,甘油1%-30%,促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺0.25%-7.5%,稳定剂对苯二酚0.25%-7.5%组成,以上百分比为质量分数,总和达到100%。
5、将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
本发明的优点在于:
1、该骨水泥具有粘稠期长、低聚合温度、固化时间合适的特点。
2、明胶能提升调和浆的粘度,同时提升骨水泥的亲水性和生物相容性,促进骨水泥与组织融合;甘油一方面能缩短低黏期、延长粘稠期,另一方面能降低PMMA骨水泥的弹性模量,减小临近椎体再发压缩骨折的风险。
附图说明
图1是不同比例的甘油的成团时间和固化时间曲线。
具体实施方式
以下实施例以发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围并不限于下述的实施例。
实施例1
一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥,按以下步骤:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由94%甲基丙烯酸甲酯单体、1%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
25℃室温下,固液混合开始计时,搅拌1分钟,于3分钟时呈面团状,参照标准ASTMC191测定初凝时间为8分钟。
实施例2
一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥,步骤(1)与实施例相同,且步骤(2)中骨水泥固相粉末配制方法如实施例1,按以下步骤制备:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由85%甲基丙烯酸甲酯单体、10%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
25℃室温下,固液混合开始计时,搅拌1分钟,于4分钟时呈面团状,参照标准ASTMC191测定初凝时间为11分钟。
实施例3
一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥,步骤(1)与实施例相同,且步骤(2)中骨水泥固相粉末配制方法如实施例1,按以下步骤制备:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由75%甲基丙烯酸甲酯单体、20%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
25℃室温下,固液混合开始计时,搅拌1分钟,于5分钟时呈面团状,参照标准ASTMC191测定初凝时间为13分钟。
实施例4
一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥,步骤(1)与实施例相同,且步骤(2)中骨水泥固相粉末配制方法如实施例1,按以下步骤制备:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由65%甲基丙烯酸甲酯单体、30%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
25℃室温下,固液混合开始计时,搅拌1分钟,于7分钟时呈面团状,参照标准ASTMC191测定初凝时间为15分钟。测试聚合温度为45℃。
不同比例的甘油的成团时间和固化时间曲线见图1所示,随着甘油增加,成团时间和和固化时间均增加。
Claims (9)
1.一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配制浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,PMMA粉末按0.1-1:1(g/mL)的比例加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由55%-98.5%甲基丙烯酸甲酯单体、1%-30%甘油、0.25%-7.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和0.25%-7.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
2.根据权利要求1所述高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的明胶水溶液的配制方法为50℃加热下搅拌溶解。
3.根据权利要求1所述高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的骨水泥固相粉末的配制方式为将粉末用干法球混合,转速为120rpm;固化液的配制方式为室温下磁力搅拌或机械搅拌。
4.根据权利要求1至3任一项所述高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,按以下步骤:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由94%甲基丙烯酸甲酯单体、1%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
5.根据权利要求1至3任一项所述高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,按以下步骤:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由85%甲基丙烯酸甲酯单体、10%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
6.根据权利要求1至3任一项所述高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,按以下步骤:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由75%甲基丙烯酸甲酯单体、20%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
7.根据权利要求1至3任一项所述高黏度防渗漏PMMA骨水泥的制备方法,其特征在于,按以下步骤:
(1)称取1g明胶溶于100mL超纯水中,50℃加热配制成浓度为1%(g/mL)的明胶水溶液,10g PMMA粉末加入明胶水溶液中,高速搅拌10min,用液氮冰冻,进行冷冻干燥,干燥后产物粉碎,得到明胶包覆的PMMA粉末;
(2)PMMA骨水泥固相粉末按质量百分比计,由94%明胶包覆PMMA、5%引发剂显影剂硫酸钡,1%引发剂过氧化苯甲酰组成;骨水泥固化液按质量百分比计,由65%甲基丙烯酸甲酯单体、30%甘油、2.5%促聚剂N,N-二甲基对甲苯胺和2.5%稳定剂对苯二酚组成;
(3)将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5g/mL进行混合,得到高黏度防渗漏PMMA骨水泥。
25℃室温下,固液混合开始计时,搅拌1分钟,于7分钟时呈面团状,参照标准ASTM C191测定初凝时间为15分钟。测试聚合温度为45℃。
8.一种高黏度防渗漏PMMA骨水泥,其特征在于,根据权利要求1-7任一所述方法制备得到。
9.根据权利要求8所述骨水泥在制备高黏度防渗漏PMMA骨水泥材料中的应用。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220325 |
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