一种快速固化粘性骨修复材料及其制备方法
阅读：221发布：2023-03-03
专利汇可以提供一种快速固化粘性骨修复材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种快速 固化 粘性 骨修复 材料及其制备方法。本发明的骨修复材料由固体粉末和固化液调和而成，其中，固体粉末为 磷酸 盐 骨 水 泥粉末，固化液由天然多糖或其衍 生物 或其组合物溶于有机 酸溶液 配制而成。本发明固体粉末与固化液混合时能快速固化，并且得到的修复材料具有优良的抗溃散性、较高的 力 学强度和良好的 生物相容性 及可降解性，可用于制备 粉碎 性骨折、关节内骨折等情况下骨碎片的粘接复位材料，以及用于制备人工关节和内 固定器 件的粘接固定材料，同时，也可用于制备骨折间隙及骨缺损的填充材料。，下面是一种快速固化粘性骨修复材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种骨修复材料，其特征在于，所述骨修复材料由固体粉末与固化液按固液比为
0.8：1～4：1g/mL调和得到，具有以下一个或多个特征：
(b1)凝结时间≤20min；
-2
(b2)粘接强度≥25N·cm ；
(b3)抗压强度≥15MPa；
(b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤10wt%，其中，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；所述固化液由天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物溶解于有机酸水溶液中配制而成；
所述固体粉末选自：磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸镁、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或其混合物；
所述天然多糖选自：壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉中的一种或其混合物；
所述天然多糖衍生物选自：羧甲基壳聚糖、季铵盐壳聚糖、磺化壳聚糖、磷酸化壳聚糖中的一种或其混合物；
所述的有机酸选自：柠檬酸、苹果酸、酒石酸或抗坏血酸中的一种或其混合物；
所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为1%～50%。
所述固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物的质量百分比浓度为
0.1%～6%。
2.一种如权利要求1所述的骨修复材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将固体粉末与固化液按固液比为0.8：1～4：1g/mL调和，得到所述骨修复材料；其中，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；所述固化液由天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物溶解于有机酸水溶液中配制而成；
所述固体粉末选自：磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸镁、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或其混合物；
所述天然多糖选自：壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉中的一种或其混合物；所述天然多糖衍生物选自：羧甲基壳聚糖、季铵盐壳聚糖、磺化壳聚糖、磷酸化壳聚糖中的一种或其混合物；
所述的有机酸选自：柠檬酸、苹果酸、酒石酸或抗坏血酸中的一种或其混合物；
所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为1%～50%；
所述固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物的质量百分比浓度为
0.1%～6%。
3.一种用于形成权利要求1所述的骨修复材料的试剂盒，其特征在于，包含以下组分：
(a)固体粉末，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；
(b)天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物；
(c)有机酸水溶液；
或包含以下组分：
(a')固体粉末，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；
(b')固化液：所述固化液含有：天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物；以及有机酸水溶液，
其中，所述固体粉末选自：磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸镁、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或其混合物；
所述天然多糖选自：壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉中的一种或其混合物；
所述天然多糖衍生物选自：羧甲基壳聚糖、季铵盐壳聚糖、磺化壳聚糖、磷酸化壳聚糖中的一种或其混合物；
所述的有机酸选自：柠檬酸、苹果酸、酒石酸或抗坏血酸中的一种或其混合物；
所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为5%～40%；
所述组分(b)溶于所述组分(c)形成固化液，所述组分(b)的质量百分比浓度为1%～
5%；或所述组分(b')固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物的质量百分比浓度为1%～5%。
4.如权利要求3所述的试剂盒，其特征在于，所述组分(b)溶于所述组分(c)形成固化液，所述组分(a)固体粉末与所述固化液的固液比为0.8：1～4：1g/mL；
或所述组分(a')固体粉末与所述组分(b')固化液的固液比为0.8：1～4：1g/mL。
5.如权利要求1所述的骨修复材料的用途，其特征在于，所述用途选自下组：
(a1)用于制备粘接骨的粘合材料；
(a2)用于制备粘合人工关节的粘合材料；
(a3)用于制备粘合内固定器件的粘合材料；或
(a4)用于制备填充骨折间隙或骨缺损部位的填充材料。
6.如权利要求3或4所述的试剂盒的用途，其特征在于，所述用途选自下组：
(a1)用于制备粘接骨的粘合材料；
(a2)用于制备粘合人工关节的粘合材料；
(a3)用于制备粘合内固定器件的粘合材料；或
(a4)用于制备填充骨折间隙或骨缺损部位的填充材料。
一种快速固化粘性骨修复材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于医用材料领域，涉及一种粘性骨修复材料。
背景技术
[0002] 随着现代高速交通的发展，以及社会人口老龄化的加重，骨折在临床上变得越来越常见，高能量导致的粉碎性骨折也越来越多见，临床上治疗粉碎性骨折难度较大，尤其是近关节处的粉碎性骨折。目前对于粉碎性骨折治疗可以通过螺钉、钢针、钢丝、尼龙缝合线等进行固定。传统的临床治疗主张将部分无法固定的小骨碎块去除或旷置，但对非关节内骨折，在有坚强固定的情况下，将小骨碎块去除后会造成骨缺损，明显影响骨折愈合速度，并且不利于维持骨折对位及对线，使骨折畸形愈合及不愈合的可能性增加；旷置的小骨块往往会在术后移位进入周围软组织，形成异位骨化，从而影响功能。
[0003] 采用医用骨粘接剂对碎骨块进行粘接是目前比较有前途的一种治疗方法。但是，目前使用的医用粘合剂都存在一些问题。传统的骨科粘合剂聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥固化快，粘合强度较高，但由于其单体具有细胞毒性，手术中会引起病人血压骤降；聚合过程中的强放热会引起周围组织坏死。α-氰基丙烯酸酯胶粘剂是一种单组分粘合剂，无溶剂，粘接时无需积压加，可常温固化，在潮湿环境下也可以和人体组织结合良好，但是其聚合过程中放热对周围相邻组织有烧伤作用，而且固化物过硬对周围组织反复磨损可造成机械损伤，其降解产物聚甲醛具有毒性，聚合速度过快手术难度增加(蔡萍,刘公汉,华清泉等，α-氰基丙烯酸酯医用胶在几丁质室修复兔颞骨内面神经缺损中的应用。中国修复重建外科杂志，2002，16(3)：158-160；李桢林,杨蓓,范和平，丙烯酸酯类胶粘剂研究新进展。河南化工，2004(7)：4-7．)。纤维蛋白类粘合剂的粘接强度较低，又是血液制剂，可能引起过敏和免疫反应或感染病毒(陈克明，纤维蛋白粘合剂的研制与应用。国外医学外科学分册，1995，(1)：22;丁凤泉，纤维蛋白粘合剂临床应用概况。粘合剂，1986；2：21)。
[0004] 近年来研制出磷酸钙骨水泥，生物相容性好，放热低，可用于临床骨修复。但也存在强度低，固化慢，抗水性较差等缺点，影响了其临床应用（王文波,陈统一,陈中伟等自固化磷酸钙人工骨体内植入长期实验研究,中国矫形外科，2002，9(5)：460；Mohamed Habib,Gamal Baroud, 等 Mechanisms underlying the limited injectability of hydraulic calcium phosphate paste,Acta Biomaterialia,2008,4:1465）。刘昌胜等制备了以磷酸镁铵和羟基磷灰石为主要成分的无机骨粘合剂，植入体内可逐渐被吸收，具有良好的应用前景。但是，该材料的抗水性不理想，在渗血环境中容易溃散(CN1307908；吴子征,张键等，磷酸镁骨粘合剂粘接骨折的实验研究，中国修复重建外科杂志，2006,20(9)：912)。
[0005] 天然多糖具有良好的生物相容性，并且具有一定的粘性，已在组织修复中得到广泛的应用。在磷酸盐骨水泥中添加壳聚糖、海藻酸等天然多糖可增加骨水泥浆体的粘接力，改善抗溃散性能(王莹，魏杰，郭瀚，刘昌胜，无机材料学报，抗水型钙磷水泥生物活性骨修复材料研究，2006,21(6)；Hua Liu,Hong Li,等,Novel injectable calcium phosphate/chitosan composites for bone substitute materials,Acta Biomaterialia,2006,2:557)，但同时也延长了固化时间，因而无法完全满足临床需要。
[0006] 因此，本发明迫切需要研制一种可快速固化的粘性可降解骨修复材料。
发明内容
[0008] 本发明的另一目的在于提供该骨修复材料的制备方法。
[0009] 本发明的第一方面，提供一种骨修复材料，具有以下一个或多个特征：
[0011] (b2)粘接强度≥25N·cm-2
[0012] (b3)抗压强度≥15MPa；
[0013] (b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤10wt%。
[0014] 在另一优选例中，所述骨修复材料具有以下一个或多个特征：
[0015] (b1)凝结时间为1.5~10min；
[0016] (b2)粘接强度为25~85N·cm-2
[0017] (b3)抗压强度为15~85MPa；
[0018] (b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤10wt%。
[0019] 在另一优选例中，所述骨修复材料具有以下一个或多个特征：
[0020] (b1)凝结时间为1.5~5min；
[0021] (b2)粘接强度为25~85N·cm-2
[0022] (b3)抗压强度为15~85MPa；
[0023] (b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤1wt%。
[0024] 在另一优选例中，所述骨修复材料为磷酸盐类骨水泥修复材料。
[0025] 本发明的第二方面，提供第一方面所述骨修复材料的制备方法，包括步骤：
[0026] 将固体粉末与固化液按固液比为0.8∶1~4∶1g/mL调和，得到所述骨修复材料；其中，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；所述固化液由天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物溶解于有机酸水溶液中配制而成。
[0027] 在另一优选例中，所述固体粉末选自：磷酸氢钙，磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸镁、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或其混合物；和/或[0028] 所述天然多糖选自：壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉中的一种或其混合物；和/或[0029] 所述天然多糖衍生物选自：羧甲基壳聚糖、季铵盐壳聚糖、磺化壳聚糖、磷酸化壳聚糖中的一种或其混合物；和/或
[0031] 在另一优选例中，所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为1%~50%。
[0032] 在另一优选例中，所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为5%~40%。
[0033] 在另一优选例中，所述固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物的质量百分比浓度为0.1%~6%。
[0034] 在另一优选例中，所述固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物的质量百分比浓度为1%~5%。
[0035] 在另一优选例中，所述固液比为1.2∶1~3∶1g/mL。
[0036] 在另一优选例中，所述固液比为1.6∶1~2.5∶1g/mL。
[0038] (a)固体粉末，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；
[0039] (b)天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物；
[0040] (c)有机酸水溶液；
[0041] 或包含以下组分：
[0042] (a′)固体粉末，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；
[0043] (b′)固化液：所述固化液含有：天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物；以及有机酸水溶液。
[0044] 在另一优选例中，所述固体粉末选自：磷酸氢钙，磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸镁、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或其混合物；和/或[0045] 所述天然多糖选自：壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉中的一种或其混合物；和/或[0046] 所述天然多糖衍生物选自：羧甲基壳聚糖、季铵盐壳聚糖、磺化壳聚糖、磷酸化壳聚糖中的一种或其混合物；和/或
[0047] 所述的有机酸选自：柠檬酸、苹果酸、酒石酸或抗坏血酸中的一种或其混合物。
[0048] 在另一优选例中，所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为5%~40%；
[0049] 所述组分(b)溶于所述组分(c)形成固化液，所述组分(b)的质量百分比浓度为1%~5%；或所述组分(b′)固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合物的质量百分比浓度为1%~5%。
[0050] 在另一优选例中，所述组分(b)溶于所述组分(c)形成固化液，所述组分(a)固体粉末与所述固化液的固液比为0.8∶1~4∶1g/mL；
[0051] 或所述组分(a′)固体粉末与所述组分(b′)固化液的固液比为0.8∶1~4∶1g/mL。
[0052] 本发明的第四方面，提供第一方面所述的骨修复材料或第三方面所述的试剂盒的用途，所述用途选自下组：
[0053] (a1)用于制备粘接骨的粘合材料；
[0054] (a2)用于制备粘合人工关节的粘合材料；
[0055] (a3)用于制备粘合内固定器件的粘合材料；或
[0056] (a4)用于制备填充骨折间隙或骨缺损部位的填充材料。
[0057] 本发明利用有机酸改善了骨水泥的流变性，使其能快速完成固化，并具有较高的初期强度，同时提高了抗溃散性。同时本发明利用天然多糖或其衍生物与金属离子的螯合作用使其具有粘性，能与其它界面发生牢固的粘接。借助两者的共同作用，使本发明的骨修复材料具有粘性，同时具有优良的抗溃散性能和快速固化的特点，有较高的抗压强度以及粘接强度，并且还具有良好的生物相容性，解决了传统骨粘接材料存在的抗水性不足、固化慢、体内细胞毒性及降解性等缺陷，是一种具有临床应用潜力的骨修复材料。
[0059] 图1为粘接强度测试示意图。
[0060] 图2为传统磷酸钙骨水泥与粘性骨修复材料在水中的抗溃散性比较，其中，左为传统磷酸盐骨水泥；右为粘性骨修复材料。
[0061] 图3为抗溃散性定量测试结果图。
[0062] 图4为固化时间随液相组分柠檬酸含量变化图。
[0063] 图5为粘接强度随液相组分柠檬酸含量变化图。
[0064] 图6为固化后材料的扫描电镜图。
[0065] 图7为成骨细胞在固化后的材料表面的粘附形态电镜图。
具体实施方式
[0066] 本申请的发明人经过广泛而深入地研究，意外发现采用天然多糖和有机酸对磷酸盐骨水泥共同改性，有机酸改善了骨水泥的流变性，使其能快速完成固化，并具有较高的初期强度，同时提高了抗溃散性；天然多糖或其衍生物与金属离子的螯合作用使其具有粘性，可粘接碎骨片或内固定器件。在此基础上，完成了本发明。
[0067] 术语
[0068] 如本文所用，所述“固体粉末”为磷酸盐骨水泥粉末，选自：磷酸氢钙，磷酸二氢钙、磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸镁、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或其混合物。
[0069] 如本文所用，所述“天然多糖”选自：壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉中的一种或其混合物。
[0070] 如本文所用，所述“天然多糖衍生物”选自：羧甲基壳聚糖、季铵盐壳聚糖、磺化壳聚糖、磷酸化壳聚糖中的一种或其混合物。
[0071] 如本文所用，所述“有机酸”选自：柠檬酸、苹果酸、酒石酸或抗坏血酸中的一种或其混合物。
[0072] 所述有机酸水溶液的质量百分比浓度为1%~50%，较佳地，为5%~40%，更佳地，为20%~40%。
[0073] 骨修复材料
[0074] 本发明的骨修复材料，为磷酸盐骨水泥，具有以下一个或多个特征：
[0075] (b1)凝结时间≤20min；
[0076] (b2)粘接强度≥25N·cm-2
[0077] (b3)抗压强度≥14MPa；
[0078] (b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤10wt%。
[0079] 在另一优选例中，所述骨修复材料具有以下一个或多个特征：
[0080] (b1)凝结时间为1.5~10min；
[0081] (b2)粘接强度为25~85N·cm-2
[0082] (b3)抗压强度为15~85MPa；
[0083] (b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤10wt%。
[0084] 在另一优选例中，所述骨修复材料具有以下一个或多个特征：
[0085] (b1)凝结时间为1.5~5min；
[0086] (b2)粘接强度为25~85N·cm-2
[0087] (b3)抗压强度为15~85MPa；
[0088] (b4)抗溃散性能：在模拟体液中，于100r/min振荡24h后，失重率≤1wt%。
[0089] 试剂盒
[0090] 本发明的用于形成骨修复材料的试剂盒，包含以下组分：
[0091] (a)固体粉末，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；
[0092] (b)天然多糖、天然多糖衍生物或其组合；
[0093] (c)有机酸水溶液。
[0094] 所述组分(b)溶于所述组分(c)有机酸水溶液形成固化液，所述组分(b)的质量百分比浓度为0.1wt%~6wt%。
[0095] 在另一优选例中，所述组分(b)的质量百分比浓度为1wt%~5wt%。
[0096] 在另一优选例中，所述组分(b)的质量百分比浓度为1.5wt%~2.5wt%。
[0097] 所述组分(b)溶于所述组分(c)形成固化液，所述组分(a)固体粉末与所述固化液的固液比为0.8∶1~4∶1g/mL，较佳地，固液比为1.2∶1~3∶1g/mL，更佳地，固液比为1.6∶1~2.5∶1g/mL。
[0098] 在另一优选例中，固液比为2∶1g/ml。
[0099] 本发明提供的另一种用于形成骨修复材料的试剂盒，包含以下组分：
[0100] (a′)固体粉末，所述固体粉末为磷酸盐骨水泥粉末；
[0101] (b′)固化液：所述固化液含有：天然多糖、天然多糖衍生物或其组合；以及有机酸水溶液。
[0102] 所述组分(b′)固化液中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合的质量百分比浓度为0.1wt%~6wt%。
[0103] 在另一优选例中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合的质量百分比浓度为1wt%~5wt%。
[0104] 在另一优选例中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合的质量百分比浓度为1.5wt%~2.5wt%。
[0105] 所述组分(a′)固体粉末与所述组分(b′)固化液的固液比为0.8∶1~4∶1g/mL，较佳地，固液比为1.2∶1~3∶1g/mL，更佳地，固液比为1.6∶1~2.5∶1g/mL。
[0106] 在另一优选例中，固液比为2∶1g/mL。
[0107] 制备方法
[0108] 本发明提供的骨修复材料的制备方法，包括步骤：
[0109] 将固体粉末与固化液按固液比为0.8∶1~4∶1g/mL调和，得到所述骨修复材料。
[0110] 在另一 优选例中，固液比为1.2 ∶1~3∶1g/mL，较佳 地，固液比 为1.6∶1~2.5∶1g/mL。
[0111] 在另一优选例中，固液比为2∶1g/mL。
[0112] 其中，固化液的配制方法如下：
[0113] (i)配制有机酸水溶液，质量百分比浓度为5%~40%；
[0114] (ii)将天然多糖、天然多糖衍生物或其组合溶于有机酸水溶液形成固化液，其中，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合的质量百分比浓度为1wt%~5wt%。
[0115] 在另一优选例中，步骤(i)配制的有机酸水溶液的质量百分比浓度为10%~40%，较佳地，质量百分比浓度为20%~40%。
[0116] 在另一优选例中，步骤(ii)得到的固化液，所述天然多糖、天然多糖衍生物或其组合的质量百分比浓度为1.2wt%~3wt%，较佳地为1.5wt%~2wt%。
[0117] 本发明利用有机酸改善了骨水泥的流变性，使其能快速完成固化，并具有较高的初期强度，同时提高了抗溃散性。同时本发明利用天然多糖或其衍生物与金属离子的螯合作用使其具有粘性，能与其它界面发生牢固的粘接。
[0118] 借助两者的共同作用，使本发明的骨修复材料具有粘性，同时具有优良的抗溃散性能和快速固化的特点，有较高的抗压强度以及粘接强度，并且还具有良好的生物相容性，解决了传统骨粘接材料存在的抗水性不足、固化慢、体内细胞毒性及降解性等缺陷，是一种具有临床应用潜力的骨修复材料。
[0119] 本发明的骨修复材料可用于制备粉碎性骨折、不稳定性骨折中碎骨片的粘接复位材料、或用于制备人工关节和内固定器件的粘接固定材料，或用于制备骨折间隙及骨缺损的填充材料。
[0120] 本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何被提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
[0121] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0122] 除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
[0123] 通用实验
[0124] (1)抗水实验
[0125] 将调制固化后的骨修复材料称重(W0)，放入模拟体液中，然后置于振荡箱中于100r/min振荡。
[0126] 振荡24h后将样品取出，在60℃烘箱里干燥24h，称重(W1)。
[0127] 按以下公式计算失重率：
[0128] 失重率=（W0-W1）/W0×100%
[0129] 以失重情况衡量材料的抗水性能。
[0130] 其中，模拟体液可以采用本领域常规的方法进行配制，如按照Kukubo T,J Biomed Mater Res,1990,24:721-734公开的离子浓度配方进行配制。
[0131] (2)固化时间（凝结时间）测试
[0132] 调和固体粉末和固化液，填入高10mm，直径6mm的小玻璃管中（尽量填实），一头抹平，然后将两端用塑料薄膜封闭，放入100%相对湿度、37℃环境（恒温恒湿箱，上海一恒实验设备有限公司）中，采用水泥稠度及凝结时间测定仪（即维卡仪，无锡建筑材料仪器机械厂）测量凝结时间。
[0133] 测定凝结时间时，在金属圆棒的下端装上直径1.1mm的试针，滑动部分总重量为300±2克。测定时将样品置于底板上使试针与浆体表面接触，突然松开松紧螺丝，试针自由沉入浆体，观察指针指示数值。
[0134] 从加入固化液起，至试针沉入浆体不超过1mm时，所需时间即为凝结时间。组数据重复3次。
[0135] (3)粘接强度测试
[0136] 采用剪切强度表征粘合性能。剪切强度是反映胶接强度（粘接强度）的主要指标，用以表征与胶层平面平行方向上抵抗应力的强度。
[0137] 取新鲜猪骨，制成40mm×25mm×5mm骨片样条。测试剪切强度方法如图1所示，将第一骨片样条1的一端用细钢丝固定于加力架5上，将第二骨片样条2的一端用细钢丝系于测力计6上。将调和的浆体7涂抹在第一骨片样条1的另一端，约占总长的1/3处，将压第二骨片样条2的另一端搭在第一骨片样条1上，按压使骨片样条间多余的材料溢出，两个骨片样条充分贴合为一对。粘合后6小时对粘合力进行测试，记录抗拉力大小(F)。每实验组包括5对平行试样。
[0138] 用千分尺分别测得各组中每块骨片粘合部分的长度和宽度，计算粘合面积(S)。根据公式σ＝F/S计算出粘合强度。
[0139] （4）抗压强度测试
[0140] 将固体粉末与固化液按0.8~4mL/g的液固比混合均匀，填入直径6mm，高20mm的不锈钢模具中。样条取出后即放入100％相对湿度、37℃环境中，固化3天后取出，两端面用细砂纸磨平，由万能材料试验机测量压缩强度。载荷速度为1mm/min，最大压力为2000N，每组数据包括5个平行试样。
[0141] 实施例1
[0142] 配制5wt%柠檬酸水溶液，加入壳聚糖、海藻酸钠，制得固化液，其中含1wt%壳聚糖、1wt%海藻酸钠。称取0.4g磷酸钙骨水泥粉末，加入0.5mL固化液，将骨水泥粉末和固化液混合均匀。
[0143] 将糊状物放入模拟体液中，然后置于振荡箱（100r/min）中振荡24h，观察抗水性能，结果见图2，由图2可见，固化液中添加了柠檬酸后，骨粘接材料抗水性得到较好的改善。
[0144] 经测试，凝结时间为19min，抗压强度为15MPa，粘接强度为26N·cm-2。
[0145] 实施例2
[0146] 配制40wt%柠檬酸水溶液，加入壳聚糖、海藻酸钠，制得固化液，其中含1wt%壳聚糖、5wt%海藻酸钠。称取0.4g磷酸钙骨水泥粉末，加入0.2mL固化液，并将骨水泥粉末和固-2化液混合均匀。凝结时间为8min，完全干燥后其抗压强度为52MPa，粘接强度为43N·cm 。
[0147] 实施例3
[0148] 配制5wt%柠檬酸水溶液，加入壳聚糖、海藻酸钠，制得固化液，其中含5wt%壳聚糖、1wt%海藻酸钠。称取0.4g磷酸钙骨水泥粉末，加入0.4mL固化液，并将骨水泥粉末和固-2化液混合均匀。凝结时间为13min，完全干燥后其抗压强度为29MPa，粘接强度为68N·cm 。
[0149] 实施例4
[0150] 配制40wt%柠檬酸水溶液，加入羧甲基壳聚糖、淀粉，制得固化液，其中含5wt%羧甲基壳聚糖、5wt%淀粉。称取0.4g磷酸钙骨水泥粉末，加入0.1mL固化液，并将骨水泥粉末和固化液混合均匀。凝结时间为6.5min，完全干燥后其抗压强度为45MPa，粘接强度为-232N·cm 。
[0151] 实施例5
[0152] 配制30wt%柠檬酸水溶液，加入磺化壳聚糖、海藻酸钠，制得固化液，其中含1wt%磺化壳聚糖、5wt%海藻酸钠。称取0.4g羟基磷灰石粉末，加入0.4mL固化液，并将骨水泥粉末和固化液混合均匀。凝结时间为9.5min，完全干燥后其抗压强度为61MPa，粘接强度为-249N·cm 。
[0153] 实施例6
[0154] 配制40wt%苹果酸水溶液，加入壳聚糖、淀粉，制得固化液，其中含3wt%壳聚糖、5wt%淀粉。称取0.4g的β-磷酸钙骨水泥粉末，加入0.1mL固化液，并将骨水泥粉末和固化-2
液混合均匀。凝结时间为10.5min，完全干燥后其抗压强度为55MPa，粘接强度为31N·cm 。
液混合均匀。凝结时间为10.5min，完全干燥后其抗压强度为55MPa，粘接强度为31N·cm 。
[0155] 实施例7
[0156] 配制40wt%酒石酸水溶液，加入壳聚糖、海藻酸钠，制得固化液，其中含5wt%壳聚糖、5wt%海藻酸钠。称取0.4g磷酸钙骨水泥粉末，加入0.2mL固化液，并将骨水泥粉末和固-2化液混合均匀。凝结时间为7.5min，完全干燥后其抗压强度为71MPa，粘接强度为69N·cm 。
[0157] 实施例8
[0158] 配制30wt%苹果酸水溶液，加入磷酸化壳聚糖制得固化液，其中含4wt%磷酸化壳聚糖。称取0.4g磷酸四钙骨水泥粉末，加入0.2mL固化液，并将骨水泥粉末和固化液混合-2均匀。凝结时间为9.5min，完全干燥后其抗压强度为43MPa，粘接强度为26N·cm 。
[0159] 实施例9
[0160] 配制不同浓度的(0、10wt%、20wt%、40wt%)柠檬酸水溶液，加入壳聚糖制得固化液，其中含2wt%壳聚糖。称取0.4g磷酸钙骨水泥粉末，加入0.2mL固化液，并将骨水泥粉末和固化液混合均匀。
[0161] 样品至于模拟体液中，于100r/min振荡24h后将样品取出，在60℃烘箱里干燥24h，称重，以骨粘合剂固化体的失重情况衡量材料的抗水性能。结果如图3所示，各浓度下固化体的失重率分别为：14.5%，8.6%，0.44%和0.37%。添加柠檬酸后固化体的失重明显减少。没有添加柠檬酸的骨粘接材料失重率达14.5%，添加10%的柠檬酸失重率减少到8.6%，添加20%和40%的柠檬酸失重率分别降到0.44%和0.37%，几乎没有溃散。
[0162] 采用水泥稠度及凝结时间测定仪测量凝结时间。结果如图4所示，各浓度下固化时间分别为：22分钟、16分钟、12分钟和5.2分钟。有机酸可以缩短固化时间。不含柠檬酸时固化时间为22分钟，添加40%柠檬酸后固化时间缩短到5.2分钟。由此可见，添加有机酸可以使得实际手术操作时，减少手术的时间。
[0163] 粘接强度测试结果如图5所示，各浓度下的粘接强度分别为：24.56N·cm-2、-2 -2 -235.72N·cm 、59.95N·cm 和72N·cm 。粘接强度随着柠檬酸含量的提高而增强。
[0164] 实施例10
[0165] 将实施例2中的固化体放入100%相对湿度、37℃环境中，固化3天后取出，干燥。将试样切断，取新鲜断面喷金后采用扫描电子显微镜观察材料的微观结构。如图6所示，断面处可见大量针状羟基磷灰石晶体。
[0166] 实施例11
[0167] 将实施例2中的固化体放入100%相对湿度、37℃环境中，固化3天后取出干燥。将粘结剂固化体消毒后放入装有DMEM培养液的培养管中，置于37℃、100%相对湿度、5%CO2培养箱中24小时，取出后，吸干材料表面培养液备用。
[0168] 取第4代对数生长期成骨细胞，胰酶消化、离心收集后，制备成1×106/mL浓度的细胞悬液，滴加于材料中至饱和。将吸收细胞悬液的材料置于37℃、100%相对湿度、5%CO2培养箱中培养4小时，再将培养皿中的培养液加至正常培养用量，继续置于37℃、100%相对湿度、5%CO2培养箱中分别培养8小时。然后将材料和细胞的复合体取出，以PBS轻轻洗涤3次，置于2%多聚甲醛-2.5%戊二醛中固定30min，然后50%，70%，90%，100%酒精逐级脱水后，采用扫描电镜观察材料表面的细胞形貌。结果如图7所示，表明：细胞在材料表面已完全伸展，并在材料表面粘附良好，说明材料具有良好的细胞相容性。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
骨固定热门专利
-
5 一种骨折固定夹板
-
8 鼻腔鼻骨固定器
-
9 抗菌型骨固定螺钉
-
10 可吸收骨折内固定螺钉
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈