CN1476905A - 制作椎间融合器的组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制作椎间融合器的聚乳酸组合物及其制备方法，聚乳酸组合物组成为：以重量百分计，聚乳酸40％～99％，羟基磷灰石1％～60％。聚乳酸组合物制成的椎间融合器，生物相容性好、又便于手术后观察，椎体融合后能自行降解，不产生排异反应。

Description

制作椎间融合器的组合物及其制备方法

                        技术领域

本发明涉及一种椎间融合器，更具体地说，本发明涉及一种制作椎间融合器的聚乳酸的组合物，本发明还涉及该组合物的制备方法。

                        背景技术

椎间融合器在颈椎前路手术中已得到广泛应用，目前，椎间融合器主要由金属钛合金制成，钛合金椎间融合器是通过其外部结构将椎体撑开来恢复颈椎的生理屈度和高度。但是，由于钛合金椎间融合器与椎体的接触面(即受力面)有限，应力相对集中，且需要破坏上下椎体的终板，术后可导致椎体塌陷、畸形愈合、椎间隙狭窄；另外，尽管钛合金椎间融合器具有足够强度，但其上下均为椎体松质骨，两者的弹性模量不一致，椎体松质骨可因承受压力发生部分吸收，使术后椎间隙的高度随时间延长而有部分丢失；支架永久性置入，可能会产生电解、异物刺激反应，给患者带来精神负担。

中国专利申请02113345提出了用可吸收的聚乳酸材料制作椎间融合器，聚乳酸类材料生物相容性极好，可以100％被人体降解吸收，因此，聚乳酸椎间融合器，具有手术简单，有利于骨性融合，不产生异物反应的优点。但聚乳酸椎间融合器本身为透明体，在X光下不显影，因此不便于术后观察；另外，为了承重量大的部位使用的安全性，材料的强度有待进一步的提高。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种生物相容性好、又便于手术后观察，椎体融合后能自行降解的制作椎间融合器的聚乳酸组合物。

本发明的另一个目的是提供一种制作椎间融合器的聚乳酸组合物的制备方法。

本发明提供一种制作椎间融合器的聚乳酸组合物，组成为：以重量百分计，聚乳酸40％～99％，羟基磷灰石1％～60％。

本发明的聚乳酸组合物组成优选范围为聚乳酸60％～95％，羟基磷灰石5％～40％。

本发明的聚乳酸组合物组成更优选范围为聚乳酸80％～95％，羟基磷灰石5％～20％。

本发明的聚乳酸可以是聚DL-乳酸、聚L-乳酸以及它们的共聚物，其制备方法参照中国专利ZL94111758.3。

本发明的羟基磷灰石，为烧结或者未烧结的粒径范围在0.001-1 00μm的医用生物材料级微粒。

本发明的羟基磷灰石更优选的范围为0.1-5μm的未烧结的医用生物材料级微粒，市面上有该产品出售。

本发明还提供一种制备本发明聚乳酸组合物的方法。将聚乳酸溶解在丙酮中，浓度为5％～15％，机械搅拌下加入用无水乙醇分散好的羟基磷灰石乳浊液，快速搅拌0.5～2小时，足够的机械力使羟基磷灰石避免二次团聚。待羟基磷灰石和聚乳酸混合均匀后，滴加入无水乙醇使羟基磷灰石和聚乳酸共沉淀，倾出清液沉淀物再用无水乙醇洗涤2～3次，过滤，真空干燥获得微粒。

采用本发明聚乳酸组合物制作的椎间融合器具有以下优点：

1、在术后早期使上下椎体被撑开的同时，对周围组织产生张力，使上下椎体立即获得制动作用，将自体碎骨填入椎间融合器中间内腔，通过人体正常愈合机制获得骨性融合。因此，其兼有椎体间植骨融合的疗效和作用。由于椎间融合器由能被人体吸收的聚合物材料制成，随着椎体的融合，聚合物材料逐渐降解，当融合的椎体足以承受生理载荷时，聚合物已降解吸收完全。因此，在人体内不产生任何毒副作用，且不产生异物反应，其降解过程或速率可以根据临床需要控制调节，有利于骨性融合。

2、羟基磷灰石具有很高的生物活性和很好的骨组织生物相容性，加入聚乳酸混合而成的组合物，具有骨诱导及骨传导效应，并且，弹性模量得到提高，更接近人体骨骼，使用组合物制备的椎间融合器机械强度提高10％～20％。

3、聚乳酸组合物制作的椎间融合器，呈不透明状，可以通过X光显影观察，便于手术后，观察骨生长及愈合情况。

               具体实施方式

实施例1：将聚DL-乳酸分子量为30万，以成品的重量计60％，溶解于丙酮中，浓度为5％；将最大粒径为35.2um，最小粒径为0.2um，平均粒径为3.1um的羟基磷灰石，以成品的重量计40％，用无水乙醇在搅拌下均匀分散成悬浮液；加入到聚DL-乳酸的丙酮溶液中，快速搅拌2小时，使羟基磷灰石避免二次团聚。滴加无水乙醇使聚DL-乳酸和羟基磷灰石共沉淀，倾出清液，沉淀物再用无水乙醇洗涤3次，过滤，真空干燥获得聚DL-乳酸/羟基磷灰石的微粒。

通过注射机模具成型，注射温度210℃，制成椎间融合器。椎间融合器呈空心状柱体，其截面有为四边形，也有六边形，侧壁开孔，直径为2mm，成品经测试，抗压力为9200牛顿，弹性模量为5.4Gpa。见表1。

实施例2：将聚DL-乳酸分子量为50万，以成品的重量计95％，溶解于丙酮中，浓度为15％；将最大粒径为112.5um，最小粒径为0.2um，平均粒径为15.4um的羟基磷灰石(以成品的重量计5％)，用无水乙醇在搅拌下分散成悬浮液；加入到聚DL-乳酸的丙酮溶液中，快速搅拌1小时，使羟基磷灰石避免二次团聚。滴加无水乙醇使聚DL-乳酸和羟基磷灰石共沉淀，倾出清液，沉淀物再用无水乙醇洗涤3次，过滤，真空干燥获得聚DL-乳酸/羟基磷灰石的微粒。

通过注射机模具成型，注射温度200℃，制成椎间融合器。成品经力学性能测试，抗压力为8280牛顿，弹性模量为3.6GPa。见表1。

实施例3：将聚DL-乳酸分子量为50万，以成品的重量计80％，溶解于丙酮中，浓度为10％；羟基磷灰石以成品的重量计20％，其余步骤同实施例子1。性能测试结果见表1。

其它的实施例4-9的组成、性能测试结果如表1。制备步骤基本同上述实施例。

下面给出抗压力和弹性模量的测定方法。抗压力的测定方法：仪器：速度恒速可调，误差小于±0.5％；负荷误差不大于±0.5％，挠度误差不大于±2％的材料实验机。试验环境：温度23±2℃，湿度60％±5％。试样制备：测试样品通过注射成型。长度13mm；宽度13mm。试验步骤：

测量试样的尺寸准确至0.02mm。

调节试验速度，标准试样的速度为2.0±0.4mm/min。

估计试样断裂的负荷，选择负荷范围。

室温下，试样在水中泡1小时，取出后5分钟内测试。

开动试验机，加载并记录下列数值：

a、在试样开始变形时，记录其受压负荷。

b、在试样变形后并出现裂纹时，记录其受压负荷，此为最大负荷。弹性模量的测定方法：样品条：50mm长×7mm宽×2mm厚测量仪器：粘弹性分析仪(Rheometric corporation的产品)频率：6.28rad/s开始温度：0℃结束温度：160℃加热速率：5℃/min畸变：0.05％。

               表1实施例的力学性能

编号	组成	弹性模量(GPa)	抗压力(N)
				实施例1	聚DL-乳酸(30万)60％，羟基磷灰石40％	5.4	9200
实施例2	聚DL-乳酸(50万)95％，羟基磷灰石5％	3.6	8280
				实施例3	聚DL-乳酸(30万)80％，羟基磷灰石20％	5.2	9060
实施例4	聚DL-乳酸(43万)50％，羟基磷灰石50％	7.5	9430
				实施例5	聚DL-乳酸(36万)88％，羟基磷灰石12％	4.3	8480
实施例6	聚DL-乳酸(36万)90％，羟基磷灰石10％	4.0	8360
				实施例7	聚L-乳酸(20万)90％，羟基磷灰石10％	4.1	8390
实施例8	聚DL-乳酸共聚物(67万)87％，羟基磷灰石13％	3.7	8520
				实施例9	聚DL-乳酸(30万)99％，羟基磷灰石1％	2.9	8210
对比例	聚DL-乳酸，分子量为20万	2.4	8130

Claims (10)

1.一种制作椎间融合器的聚乳酸组合物，组成为：以重量百分计，聚乳酸40％～99％，羟基磷灰石1％～60％。

2.按照权利要求1所述的聚乳酸组合物，组成为：聚乳酸60％～95％，羟基磷灰石5％～40％。

3.按照权利要求2所述的聚乳酸组合物，组成为：聚乳酸80％～95％，羟基磷灰石5％～20％。

4.按照权利要求3所述的聚乳酸组合物，组成为：聚乳酸88％，羟基磷灰石12％。

5.按照权利要求1～4任一所述的聚乳酸组合物，其中，所述羟基磷灰石，为烧结或者未烧结的粒径范围在0.001-100um的医用生物材料级微粒。

6.按照权利要求5所述的聚乳酸组合物，其中，所述的羟基磷灰石的粒径范围为0.1-5um的未烧结的医用生物材料级微粒。

7.按照权利要求1～4任一所述的聚乳酸组合物，其中，聚乳酸为聚DL-乳酸、聚L-乳酸及其共聚物。

8.按照权利要求7所述的聚乳酸组合物，其中，聚乳酸为聚DL-乳酸。

9.一种按照权利要求1～8之一所述的聚乳酸组合物的制备方法，将聚乳酸溶解在丙酮中，浓度为5％～15％，机械搅拌下加入用无水乙醇分散好的羟基磷灰石悬浮液，快速搅拌0.5～2小时，使羟基磷灰石避免二次团聚。待羟基磷灰石和聚乳酸混合均匀后，滴加入无水乙醇使羟基磷灰石和聚乳酸共沉淀，倾出清液沉淀物，再用无水乙醇洗涤2～3次，过滤，真空干燥获得微粒。

10.按照权利要求5所述的聚乳酸组合物的制备方法，聚乳酸在丙酮中浓度为5％。