CN114344563A - 一种具有抗菌和促成骨性能的材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗菌和促成骨性能的材料及其制备方法，包括以下步骤：S1、分别将负载镓β‑磷酸钙和Ca(H2PO4)2·H2O粉末分别研磨；S2、按照摩尔比1:（0.9~1.1）的比例称取负载镓β‑磷酸钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末进行混合研磨，制得混合粉体；S3、将S2中加入负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；S4、配制壳聚糖溶液作为骨水泥液相；S5、在S3制得的混合粉体S4配制的溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入模具中；S6、待材料固化脱模后，得产品，本专利制备出的材料对成骨细胞产生了刺激生长作用，有利于成骨，且可以对高浓度细菌的生长产生了明显的抑制作用。

Description

一种具有抗菌和促成骨性能的材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料加工技术领域，具体涉及一种具有抗菌和促成骨性能的材料及其制备方法。
背景技术
近年来，我国感染性骨缺损的发病呈现上升趋势。一方面，随着我国经济的发展，由于交通事故等高能量创伤导致的开放性骨折发病率逐年升高，而开放性骨折极易诱发严重的感染性骨缺损。另一方面，我国成人糖尿病患者跃居世界第一。据2019年中国糖尿病足防治指南显示，我国50岁以上的糖尿病患者，糖尿病足的发病率高达8.1%，其中有27%-60%合并严重骨感染，极易形成感染性骨缺损。我国人口基数大，随着感染性骨缺损发病的增加，如何有效治疗感染性骨缺损、提高治愈率，成为我国骨科临床面对的巨大考验。
然而，尽管现代抗生素和外科技术进步巨大，骨科的抗感染治疗仍然很棘手，治愈率低。特别是对于感染性骨缺损的治疗，由于要同时面对抗感染与修复骨缺损的双重挑战，难上加难，使其成为一项世界级的骨科临床难题。感染性骨缺损由于局部血供受损严重，妨碍感染部位获得足够的药物治疗浓度，定植细菌在骨缺损区域大量扩增，进一步侵蚀血运，使骨质严重缺乏营养，自愈能力极差，导致死骨形成，从而又为细菌生长提供了良好的培养基。细菌借助体内环境进一步增殖，形成对免疫系统和抗生素具有极高抵抗力的细菌生物膜。在菌膜的保护下，细菌继续迅速增殖，导致局部死腔形成，严重威胁骨骼健康。
对感染性骨缺损的治疗，需同时进行抗感染与骨修复。针对感染性骨缺损的一系列病理特点，目前临床上常用的方法为在骨缺损部位植入负载大剂量抗生素的植骨材料。这样一来，植骨材料能在病变部位释放抗生素，可以使局部抗生素达到高浓度，弥补病变部位血运差，从而更有效地控制和治疗感染，并避免全身大剂量使用抗生素而产生的全身毒副反应。然而，大剂量抗生素的使用颇具局限性。因为感染性骨缺损的治疗病程长，长期大剂量使用抗生素就容易导致细菌产生耐药性。耐药细菌变异快，繁殖周期短。但研制新型抗生素的周期较长，抗生素的研制已经赶不上多药耐药细菌的变异和繁殖速度。耐药细菌出现在全球范围内以前所未有的速度出现并威胁着公共健康。世界卫生组织甚至就严控抗生素使用发出警告。新型抗菌药的开发速度赶不上细菌的进化速度，滥用抗生素，人类将可能面临无药可用的结局。中国作为滥用抗生素和过度治疗的重灾区，更是给感染性骨缺损的的治疗带来另一挑战，开发不依赖抗生素的抗菌植骨材料势在必行。
在植骨材料上负载上活性的金属离子，是一个赋予植骨材料抗菌性能的一种简便形式。该种方法抗菌能力持久，如目前Ag+、 Cu2+、Co3+、 Zn2+和Mg2+ 等都用于负载在植骨材料上以抗菌。但是银价格昂贵，钴已经被世界卫生组织列入致癌物质目录，而锌离子和镁离子的抗菌效果稳定性和持久性有待提高。近来金属元素镓的抗菌性能已经得到证实，已经被FDA批准用于临床抗菌。镓离子的抗菌效果稳定，无毒副作用，且价格低廉，是临床抗菌的又一个好选择。然而镓元素的抗菌性能要在酸性条件下才会最佳发挥，而许多基于骨骼基本元素组成的植骨材料都为中性或碱性，不利于其抗菌性能发挥。
发明内容
为了解决现有问题，本发明提供一种具有抗菌和促成骨性能的材料及其制备方法，本专利制备出的材料对成骨细胞产生了刺激生长作用，有利于成骨，且可以对高浓度细菌的生长产生了明显的抑制作用。
本发明所采用的技术方案是：一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别将负载镓β-磷酸钙（镓占其中总金属离子的摩尔量为2-5 mol%）和Ca(H2PO4 )2·H2O粉末分别研磨，过筛后备用；
S2、按照摩尔比1:（0.9~1.1）的比例称取负载镓β-磷酸钙与Ca(H2PO4 )2·H2O粉末进行混合研磨，制得混合粉体，备用；
S3、将S2中加入负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；
S4、配制浓度为0.8~1.2wt%的壳聚糖溶液作为骨水泥液相，待用；
S5、在S3制得的混合粉体中按照2.2~3g/mL的比例，加入S4配制的溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入模具中；
S6、待材料固化脱模后，得产品。
进一步的，S1中的负载镓β-磷酸钙及Ca(H2PO4 )2·H2O粉均过180~220目筛。
进一步的，S1中镓占其中总金属离子的摩尔量为2~5 mol%。
进一步的，S1中载镓β-TCP的制备：
S11、分别配制2.5~3.5 L (Ga/(Ga +Ca)= 2 mol%)的Ca(NO3)2和Ga(NO3)3 混合溶液，溶液中Ca2+和Ga3+浓度均为0.08~0.12 mol/L；
S12、在S11的溶液中逐滴加入1.5~2.5 L浓度为0.08~0.12mol/L的(NH4)2HPO4溶液，在3.5~4.5 h的反应过程中，不断搅拌，并通过滴加NH3·H2O，使pH值保持在7~8；
S13、将S12的混合悬浮液在35~45℃条件下沉化20~30 h，抽滤反应所得的沉淀物，将滤饼放到玻璃皿中，放入105~115 ℃的干燥箱中干燥20~30 h；
S14、将S13的干燥的半成品材料在1050~1150℃煅烧1~2 h，烧结后的粉末粉碎，过180~220目筛，备用。
进一步的，S3中海藻酸钙微球占总混合粉末的质量分数为0.8~1.5%。
进一步的，S3中负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球的制备方法包括以下步骤：
S31、配制0.8~1.2wt%海藻酸钠溶液A，放于4℃备用；
S32、按质量分数称取0.0008~0.0012wt%酸性成纤维细胞生长因子加入A1溶液，搅拌20~40min，充分混匀，得到载入酸性成纤维细胞生长因子的溶液B；
S33、配制1.5~2.5 wt%CaCl2溶液C，放于4℃备用；
S34、用针头规格为32G的注射器，以65~75N的恒定压力，将B液滴加入溶液C中：针头距C液液面水平距离35~45cm，垂直距离25~35cm，形成的微球静置交联3.5~4.5h，反应都在冰水混合物中水浴中进行，所得载药微球用3~4℃去离子水洗涤，得到级载药微；
S35、将S34中的微球零下3~5℃预冻20~30h，冷冻干燥，制得载药微球备用。
一种具有抗菌和促成骨性能的材料，该材料由权利要求1~6任一项制备得到的。
本发明具有以下有益效果表现在以下方面：本发明选择一种在微酸性条件下稳定的固相磷酸钙材料透钙磷石为基体，开发出能稳定释放镓离子的材料，同时为了利于其骨修复性能，在其中以包埋的方式，负载上在酸性条件下稳定的能促进股修复的酸性成纤维细胞生长因子，促进骨修复；与现有的离子载入抗菌植骨材料相比，镓更廉价易得，成本更低，疗效更稳定，安全性更高，同时及微量的生长因子使材料成骨活性提高。
附图说明
图1是本发明各实施案例的样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的典型抑菌圈图。
具体实施方式
下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别将负载镓β-磷酸钙（镓占其中总金属离子的摩尔量为2-5 mol%）和Ca(H2PO4 )2·H2O粉末分别研磨，过筛后备用；
S2、按照摩尔比1:（0.9~1.1）的比例称取负载镓β-磷酸钙与Ca(H2PO4 )2·H2O粉末进行混合研磨，制得混合粉体，备用；
S3、将S2中加入负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；
S4、配制浓度为0.8~1.2wt%的壳聚糖溶液作为骨水泥液相，待用；
S5、在S3制得的混合粉体中按照2.2~3g/mL的比例，加入S4配制的溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入模具中；
S6、待材料固化脱模后，得产品。
进一步的，S1中的负载镓β-磷酸钙及Ca(H2PO4 )2·H2O粉均过180~220目筛。
进一步的，S1中镓占其中总金属离子的摩尔量为2~5 mol%。
进一步的，S1中载镓β-TCP的制备：
S11、分别配制2.5~3.5 L (Ga/(Ga +Ca)= 2 mol%)的Ca(NO3)2和Ga(NO3)3 混合溶液，溶液中Ca2+和Ga3+浓度均为0.08~0.12 mol/L；
S12、在S11的溶液中逐滴加入1.5~2.5 L浓度为0.08~0.12mol/L的(NH4)2HPO4溶液，在3.5~4.5 h的反应过程中，不断搅拌，并通过滴加NH3·H2O，使pH值保持在7~8；
S13、将S12的混合悬浮液在35~45℃条件下沉化20~30 h，抽滤反应所得的沉淀物，将滤饼放到玻璃皿中，放入105~115 ℃的干燥箱中干燥20~30 h；
S14、将S13的干燥的半成品材料在1050~1150℃煅烧1~2 h，烧结后的粉末粉碎，过180~220目筛，备用。
进一步的，S3中海藻酸钙微球占总混合粉末的质量分数为0.8~1.5%。
进一步的，S3中负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球的制备方法包括以下步骤：
S31、配制0.8~1.2wt%海藻酸钠溶液A，放于4℃备用；
S32、按质量分数称取0.0008~0.0012wt%酸性成纤维细胞生长因子加入A1溶液，搅拌20~40min，充分混匀，得到载入酸性成纤维细胞生长因子的溶液B；
S33、配制1.5~2.5 wt%CaCl2溶液C，放于4℃备用；
S34、用针头规格为32G的注射器，以65~75N的恒定压力，将B液滴加入溶液C中：针头距C液液面水平距离35~45cm，垂直距离25~35cm，形成的微球静置交联3.5~4.5h，反应都在冰水混合物中水浴中进行，所得载药微球用3~4℃去离子水洗涤，得到级载药微；
S35、将S34中的微球零下3~5℃预冻20~30h，冷冻干燥，制得载药微球备用。
一种具有抗菌和促成骨性能的材料，该材料由权利要求1~6任一项制备得到的。
实施案例1
S1、载镓β-TCP的制备
S11、分别配制3 L (Ga/(Ga +Ca)= 2 mol%)的Ca(NO3)2和Ga(NO3)3 混合溶液，溶液中Ca2+和Ga3+浓度均为0.1 mol/L。
S12、在S11的溶液中逐滴加入2 L浓度为0.1mol/L的(NH4)2HPO4溶液。在4 h的反应过程中，不断搅拌，并通过滴加NH3·H2O，使pH值保持在7-8左右。
S13、将S12的混合悬浮液在40 ℃条件下沉化24 h，抽滤反应所得的沉淀物，将滤饼放到玻璃皿中，放入110 ℃的干燥箱中干燥24 h。
S14、将S13的干燥的半成品材料在1100 ℃煅烧2 h，烧结后的粉末粉碎，200目筛分。
S2、制备负载酸性成纤维细胞生长因子的海藻酸钙微球
S21、配制1wt%海藻酸钠溶液A1，放于4℃备用；
S22、按质量分数称取0.001wt%酸性成纤维细胞生长因子加入A溶液，搅拌30分钟，充分混匀，得到载入酸性成纤维细胞生长因子的溶液B；
S23、配制2 wt%CaCl2溶液C，放于4℃备用；
S24、用针头规格为32G的注射器，以70N的恒定压力，将B液滴加入溶液C中：针头距C液液面水平距离40cm，垂直距离30cm，形成的微球静置交联4h。整个反应都在冰水混合物中水浴中进行。所得载药微球用4℃去离子水洗涤，得到级载药微；
S25、将S24中的微球零下4℃预冻24h，冷冻干燥，制得载药微球备用。
S3、载镓骨水泥的制备
S31、称取0.1802g载镓β-磷酸三钙与0.1564g Ca(H2PO4 )2·H2O粉末（二者均为200目过筛）放入研钵内研磨10min，制得混合粉体，备用；
S32、在S31的粉体中，加入占比S31混合粉体的1 wt%的、S2制备的负载酸性成纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；
S33、配制浓度为1 wt%的水溶性壳聚糖溶液作为骨水泥液相；
S34、在S32制得的混合粉体中按照3g/mL的比例，加入S33的混合溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入模具中；
S35、待材料固化后脱模，制得材料。
实施案例2
S1、载镓β-TCP的制备
S11、分别配制3 L (Ga/(Ga +Ca)= 3mol%)的Ca(NO3)2和Ga(NO3)3 混合溶液，溶液中Ca2+和Ga3+浓度均为0.1 mol/L。
S12、在S11的溶液中逐滴加入2 L浓度为0.1mol/L的(NH4)2HPO4溶液。在4 h的反应过程中，不断搅拌，并通过滴加NH3·H2O，使pH值保持在7-8左右。
S13、将S12的混合悬浮液在40 ℃条件下沉化24 h，抽滤反应所得的沉淀物，将滤饼放到玻璃皿中，放入110 ℃的干燥箱中干燥24 h。
S14、将S13的干燥的半成品材料在1100 ℃煅烧2 h，烧结后的粉末粉碎，200目筛分。
S2、制备负载酸性成纤维细胞生长因子的海藻酸钙微球
S21、配制1wt%海藻酸钠溶液A1，放于4℃备用；
S22、按质量分数称取0.001wt%酸性成纤维细胞生长因子加入A1溶液，搅拌30分钟，充分混匀，得到载入酸性成纤维细胞生长因子的溶液B1；
S23、配制2 wt%CaCl2溶液C1，放于4℃备用；
S24、用针头规格为32G的注射器，以70N的恒定压力，将B1液滴加入溶液C中：针头距C液液面水平距离40cm，垂直距离30cm，形成的微球静置交联4h。整个反应都在冰水混合物中水浴中进行。所得载药微球用4℃去离子水洗涤，得到级载药微；
S25、将S24中的微球零下4℃预冻24h，冷冻干燥，制得载药微球备用。
S3、载镓骨水泥的制备
S31、称取0.1802g载镓β-磷酸三钙与0.1564g Ca(H2PO4 )2·H2O粉末（二者均为200目过筛）放入研钵内研磨10min，制得混合粉体，备用；
S32、在S31的粉体中，加入占比S31混合粉体的1 wt%的、S2制备的负载酸性成纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；
S33、配制浓度为1 wt%的水溶性壳聚糖溶液作为骨水泥液相；
S34、在S32制得的混合粉体中按照2.5g/mL的比例，加入S33的混合溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入直径模具中；
S35、待材料固化后脱模，制得材料。
实施案例3
S1、载镓β-TCP的制备
S11、分别配制3 L (Ga/(Ga +Ca)= 5mol%)的Ca(NO3)2和Ga(NO3)3 混合溶液，溶液中Ca2+和Ga3+浓度均为0.1 mol/L。
S12、在S211的溶液中逐滴加入2 L浓度为0.1mol/L的(NH4)2HPO4溶液。在4 h的反应过程中，不断搅拌，并通过滴加NH3·H2O，使pH值保持在7-8左右。
S13、将S12的混合悬浮液在40 ℃条件下沉化24 h，抽滤反应所得的沉淀物，将滤饼放到玻璃皿中，放入110 ℃的干燥箱中干燥24 h。
S14、将S13的干燥的半成品材料在1100 ℃煅烧2 h，烧结后的粉末粉碎，200目筛分。
S2、制备负载酸性成纤维细胞生长因子的海藻酸钙微球
S21、配制1wt%海藻酸钠溶液A1，放于4℃备用；
S22、按质量分数称取0.001wt%酸性成纤维细胞生长因子加入A1溶液，搅拌30分钟，充分混匀，得到载入酸性成纤维细胞生长因子的溶液B1；
S23、配制2 wt%CaCl2溶液C1，放于4℃备用；
S24、用针头规格为32G的注射器，以70N的恒定压力，将B1液滴加入溶液C中：针头距C液液面水平距离40cm，垂直距离30cm，形成的微球静置交联4h。整个反应都在冰水混合物中水浴中进行。所得载药微球用4℃去离子水洗涤，得到级载药微；
S25、将S24中的微球零下4℃预冻24h，冷冻干燥，制得载药微球备用。
S3、载镓骨水泥的制备
S31、称取0.1802g载镓β-磷酸三钙与0.1564g Ca(H2PO4 )2·H2O粉末（二者均为200目过筛）放入研钵内研磨10 min，制得混合粉体，备用；
S32、在S31的粉体中，加入占比S31混合粉体的1 wt%的、S2制备的负载酸性成纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；
S33、配制浓度为1 wt%的水溶性壳聚糖溶液作为骨水泥液相；
S34、在S32制得的混合粉体中按照2.2 g/mL的比例，加入步骤3）的混合溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入模具中；
S35、待材料固化后脱模，制得材料。
各材料的检测
1）材料用纯水清洗后，50℃低温烘干后，按国标的GB16886.5-200方法采用细胞浸提液法进行细胞实验。所用细胞为MG-63细胞，在570nm测吸光度值,每案例的材料每时间点5个平行样。结果见表1，可见各实施案例组的细胞相对增殖率都高于100%，材料组对成骨细胞产生了刺激生长作用，有利于成骨。
2) 将材料做成直径5毫米、厚度1毫米的小片，材料用纯水清洗后，50℃低温烘干，辐照灭菌后贴于在直径为10厘米细菌的细菌培养皿中，在37摄氏度培养24小时，观察抑菌结果。实验使用细菌为大肠杆菌（ATCC 35218）和金黄色葡萄球菌（ATCC 25923），每个培养皿里面均匀接种100μL浓度为3*108CFU细菌。实验重复3次，抑菌圈图见附图1，抑菌圈直径见表1（3次实验的平均值）。可见，材料对高浓度细菌的生长产生了明显的抑制作用。
检测结果：
表1 各实施案例抑菌效果与细胞相对增殖率
Figure 675030DEST_PATH_IMAGE001
上述实施例如无具体说明，采用的试剂市售化学试剂或工业产品，本发明所列举的各原料配比都能实现本发明，以及各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明，本发明的工艺参数的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
除上述实施例外，本发明装置还可以有其他型式，应当指出，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、分别将负载镓β-磷酸钙（镓占其中总金属离子的摩尔量为2-5 mol%）和Ca(H2PO4 )2·H2O粉末分别研磨，过筛后备用；
S2、按照摩尔比1:（0.9~1.1）的比例称取负载镓β-磷酸钙与Ca(H2PO4 )2·H2O粉末进行混合研磨，制得混合粉体，备用；
S3、将S2中加入负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球，研磨混合均匀；
S4、配制浓度为0.8~1.2wt%的壳聚糖溶液作为骨水泥液相，待用；
S5、在S3制得的混合粉体中按照2.2~3g/mL的比例，加入S4配制的溶液，并搅拌得到均匀浆料，装入模具中；
S6、待材料固化脱模后，得产品。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，其特征在于：S1中的负载镓β-磷酸钙及Ca(H2PO4 )2·H2O粉均过180~220目筛。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，其特征在于：S1中镓占其中总金属离子的摩尔量为2~5 mol%。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，其特征在于：S1中载镓β-TCP的制备：
S11、分别配制2.5~3.5 L (Ga/(Ga +Ca)= 2 mol%)的Ca(NO3)2和Ga(NO3)3 混合溶液，溶液中Ca2+和Ga3+浓度均为0.08~0.12 mol/L；
S12、在S11的溶液中逐滴加入1.5~2.5 L浓度为0.08~0.12mol/L的(NH4)2HPO4溶液，在3.5~4.5 h的反应过程中，不断搅拌，并通过滴加NH3·H2O，使pH值保持在7~8；
S13、将S12的混合悬浮液在35~45℃条件下沉化20~30 h，抽滤反应所得的沉淀物，将滤饼放到玻璃皿中，放入105~115 ℃的干燥箱中干燥20~30 h；
S14、将S13的干燥的半成品材料在1050~1150℃煅烧1~2 h，烧结后的粉末粉碎，过180~220目筛，备用。
5.根据权利要求1所述的一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，其特征在于：S3中海藻酸钙微球占总混合粉末的质量分数为0.8~1.5%。
6.根据权利要求1所述的一种具有抗菌和促成骨性能的材料的制备方法，其特征在于：S3中负载酸性呈纤维生长因子的海藻酸钙微球的制备方法包括以下步骤：
S31、配制0.8~1.2wt%海藻酸钠溶液A，放于4℃备用；
S32、按质量分数称取0.0008~0.0012wt%酸性成纤维细胞生长因子加入A1溶液，搅拌20~40min，充分混匀，得到载入酸性成纤维细胞生长因子的溶液B；
S33、配制1.5~2.5 wt%CaCl2溶液C，放于4℃备用；
S34、用针头规格为32G的注射器，以65~75N的恒定压力，将B液滴加入溶液C中：针头距C液液面水平距离35~45cm，垂直距离25~35cm，形成的微球静置交联3.5~4.5h，反应都在冰水混合物中水浴中进行，所得载药微球用3~4℃去离子水洗涤，得到级载药微；
S35、将S34中的微球零下3~5℃预冻20~30h，冷冻干燥，制得载药微球备用。
7.一种具有抗菌和促成骨性能的材料，其特征在于：该材料由权利要求1~6任一项制备得到的。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100248191A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-30 Bruno Bujoli Galliated calcium phosphate biomaterials
US20120064170A1 (en) * 2009-03-03 2012-03-15 Universite De Nantes Gallium-Doped Phosphocalcic Compounds
CN102438667A (zh) * 2009-03-03 2012-05-02 格里福特斯公司 镓化磷酸钙生物材料
CN102526798A (zh) * 2012-01-18 2012-07-04 华东理工大学 可注射复合骨水泥及其制备方法
CN104174342A (zh) * 2014-08-14 2014-12-03 暨南大学 一种β-磷酸三钙/海藻酸复合微球及其制法和应用
CN104857568A (zh) * 2015-05-29 2015-08-26 河南科技大学 一种具有抗菌性能的磷酸钙基骨水泥及其制备方法
US20190134261A1 (en) * 2016-04-06 2019-05-09 Graftys Phosphocalcic cement composition comprising blood
CN110522949A (zh) * 2019-10-22 2019-12-03 河南科技大学 一种载自然铜/骨碎补复方透钙磷石的制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100248191A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-30 Bruno Bujoli Galliated calcium phosphate biomaterials
US20120064170A1 (en) * 2009-03-03 2012-03-15 Universite De Nantes Gallium-Doped Phosphocalcic Compounds
CN102438667A (zh) * 2009-03-03 2012-05-02 格里福特斯公司 镓化磷酸钙生物材料
US20120111226A1 (en) * 2009-03-03 2012-05-10 Graftys Galliated Calcium Phosphate Biomaterials
CN102526798A (zh) * 2012-01-18 2012-07-04 华东理工大学 可注射复合骨水泥及其制备方法
CN104174342A (zh) * 2014-08-14 2014-12-03 暨南大学 一种β-磷酸三钙/海藻酸复合微球及其制法和应用
CN104857568A (zh) * 2015-05-29 2015-08-26 河南科技大学 一种具有抗菌性能的磷酸钙基骨水泥及其制备方法
US20190134261A1 (en) * 2016-04-06 2019-05-09 Graftys Phosphocalcic cement composition comprising blood
CN110522949A (zh) * 2019-10-22 2019-12-03 河南科技大学 一种载自然铜/骨碎补复方透钙磷石的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵晓龙: "镓掺杂β-磷酸三钙骨修复材料的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)医药卫生科技辑》 *

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