一種鎂基生物材料組合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鎂基生物材料組合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] -直以來(lái)，骨折都是擺在外科醫(yī)生面前的難題，不僅要求醫(yī)生高超的手術(shù)技能，更 依賴于性能優(yōu)異的骨修復(fù)材料。目前，用于骨折的修復(fù)材料主要有鋼鐵合金、尼龍線、可吸 收高分子螺釘?shù)?，這些材料都存在生物相容性問(wèn)題，例如：存在不同程度的異物反應(yīng)等；有 的在使用后期會(huì)釋放出有毒有害物質(zhì)，直接危害患者的安全、健康，甚至需要二次手術(shù)取出 內(nèi)固定物，給患者帶來(lái)極大的痛苦和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
[0003] 鎂基水泥具有快速凝固、無(wú)毒等多種優(yōu)良性能，是目前常用的一種骨修復(fù)材料，它 通常采用以下方法制備得到：首先將氧化鎂和酸性磷酸鹽粉末與添加物粉末按比例混合， 然后再與作為激活液（也稱為固化液）的一定比例水溶液混合，形成膠狀物，作為骨修復(fù)材 料。根據(jù)酸性磷酸鹽的不同，鎂基水泥分為以下兩類：采用磷酸二氫銨的稱為銨鹽型鎂基水 泥、采用磷酸二氫鉀的稱為鉀鹽型鎂基水泥。按鹽型鎂基水泥在制備或使用過(guò)程中會(huì)放出 大量的刺激性氨氣，生物相容性差，且污染環(huán)境，不適合用于骨修復(fù)材料；與銨鹽型鎂基水 泥相比，鉀鹽型鎂基水泥具有生物相容性和強(qiáng)度更好、粘合性大和可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì) 環(huán)境友好。
[0004] 然而，鉀鹽型鎂基水泥在制備或使用過(guò)程中會(huì)釋放出較高濃度的金屬離子，例如： K+和Mg+等，它將造成生物體細(xì)胞、組織的死亡，使得鉀鹽型鎂基水泥的生物相容性變差。 例如，中國(guó)專利CN101076344A公開了一種骨增生性生物材料組合物，它包括：磷酸或磷酸 鹽、金屬氧化物、含鈣化合物和糖樣化合物；該化合物由于在制備或使用過(guò)程中會(huì)釋放出較 高濃度的金屬離子，其作為骨修復(fù)材料的生物相容性較差。
[0005] 為了提高骨修復(fù)材料的生物相容性，中國(guó)專利CN102488921A公開了一種提高鉀 鹽型鎂基水泥生物相容性的助劑，它是采用葡萄糖酸鈉或維生素C糖苷、甘露醇、山梨醇或 木糖醇，或甘露醇、山梨醇、木糖醇、氨基酸作為金屬離子螯合劑，將氧化鎂、磷酸鹽、羥基磷 灰石、硫酸鈣、金屬離子螯合劑等粉體直接與水混合，攪拌成膏體狀；由其生物相容性試驗(yàn) (說(shuō)明書第[0063]段~第[0081]段）可知，與不加金屬離子螯合劑的對(duì)比實(shí)驗(yàn)相比，添加 金屬離子螯合劑后鉀鹽型鎂基水泥的細(xì)胞增殖率僅僅提高了 10%左右；而以氨基酸作為 金屬離子螯合劑時(shí)，鉀鹽型鎂基水泥的細(xì)胞增殖率更是無(wú)明顯變化。目前，現(xiàn)有技術(shù)提高骨 修復(fù)材料生物相容性的程度有限，未能達(dá)到一個(gè)令人滿意的效果。
[0006] 因此，需要尋找一種生物相容性更好、安全性更高的骨修復(fù)材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種鎂基生物材料組合物。
[0008] 本發(fā)明提供的一種鎂基生物材料組合物，它包括以下組分：粉體、固化液；其中， 粉體包括以下重量份數(shù)的組分：氧化鎂30份~50份、磷酸二氫鉀20份~70份、蔗糖0. 5 份~10份、羥基磷灰石1份~15份、金屬螯合劑0. 5份~5份；所述粉體與固化液的質(zhì)量 體積比為10 : (2~5)。
[0009] 優(yōu)選的，所述粉體包括以下重量份數(shù)的組分：氧化鎂30份~50份、磷酸二氫鉀20 份~70份、鹿糖4份~10份、羥基磷灰石8份、金屬螯合劑0. 5份~5份。
[0010] 優(yōu)選的，所述粉體包括以下重量份數(shù)的組分：
[0011] ①、氧化鎂43份、磷酸二氫鉀43份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、金屬螯合劑2份；
[0012] 或，
[0013] ②、氧化鎂50份、磷酸二氫鉀20份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、金屬螯合劑2份；
[0014] 或，
[0015] ③、氧化鎂50份、磷酸二氫鉀20份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、金屬螯合劑5份；
[0016] 或，
[0017] ④、氧化鎂30份、磷酸二氫鉀70份、蔗糖10份、羥基磷灰石8份、金屬螯合劑0. 5 份。
[0018] 優(yōu)選的，所述固化液選自磷酸水溶液、硼酸水溶液、鹽酸水溶液中的任意一種或多 種；所述固化液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~15%。
[0019] 優(yōu)選的，所述金屬螯合劑選自磷酸鹽、乙二胺四乙酸或其鹽、氨基酸中的任意一種 或多種。
[0020] 優(yōu)選的，所述磷酸鹽選自六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉中的任意一種或兩種；所述氨基 酸選自半胱氨酸、賴氨酸、精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、蛋氨酸中的任意一種或多種。
[0021] 優(yōu)選的，所述的鎂基生物材料組合物，它是由包括以下步驟的方法制成：取氧化 鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，再加入蔗糖、羥基磷灰石、金屬螯合劑，混勻，即得。
[0022] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備鎂基生物材料的方法。
[0023] 本發(fā)明提供的一種制備鎂基生物材料的方法，它包括以下步驟：取上述所述的氧 化鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，再加入蔗糖、羥基磷灰石、金屬螯合劑，混勻，得到鎂基生 物材料。
[0024] 本發(fā)明還提供了上述鎂基生物材料組合物的一種用途。
[0025] 上述所述的鎂基生物材料組合物在制備骨修復(fù)或粘合材料中的用途。
[0026] 優(yōu)選的，所述骨修復(fù)材料為鉀鹽型鎂基水泥。
[0027] 生物相容性是指材料與生物體之間相互作用后產(chǎn)生的各種生物、物理、化學(xué)等反 應(yīng)的一種概念。一般地講，就是材料植入生物體（例如：人體等）后與生物體的相容程度， 也就是說(shuō)是否會(huì)對(duì)生物體組織造成毒害作用。
[0028] 本發(fā)明中，質(zhì)量體積比的單位是克/毫升，或者等比例的放大或縮小。
[0029] 本發(fā)明通過(guò)調(diào)整組分的加入順序，以及選用磷酸水溶液等作為固化液，得到了生 物相容性更好的鎂基生物材料組合物，其細(xì)胞增值率意外地提高了 30 %~68%，且刺激反 應(yīng)和炎癥反應(yīng)更小，生物安全性好；同時(shí)，本發(fā)明鎂基生物材料組合物在黏合性、生物降解 性和骨增生等方面也具有較好的效果，適合用于制備骨修復(fù)材料，特別是適合用于制備鉀 鹽型鎂基水泥。
[0030] 顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離 本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
[0031] 以下通過(guò)實(shí)施例形式的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō) 明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容 所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中使用的原料、設(shè)備均為已知產(chǎn)品，通過(guò)購(gòu)買市售產(chǎn)品獲得。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 粉體（重量份數(shù)）：氧化鎂43份、磷酸二氫鉀43份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、 三聚磷酸鈉2份；固化液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：5%磷酸水溶液；粉體與固化液的質(zhì)量體積比為10 : 3(質(zhì)量體積比，克/毫升）；
[0035] 取上述的氧化鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，攪拌成漿體狀，然后再加入蔗糖、羥 基磷灰石、三聚磷酸鈉，混勻，得到鎂基生物材料，供注射或直接使用。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 粉體（重量份數(shù)）：氧化鎂43份、磷酸二氫鉀43份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、 六偏磷酸鈉2份；固化液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：5%磷酸水溶液；粉體與固化液的質(zhì)量體積比為10 : 3(質(zhì)量體積比，克/毫升）；
[0038] 取上述的氧化鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，攪拌成漿體狀，然后再加入蔗糖、羥 基磷灰石、六偏磷酸鈉，混勻，得到鎂基生物材料，供注射或直接使用。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 粉體（重量份數(shù)）：氧化鎂43份、磷酸二氫鉀43份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、EDTA(即乙二胺四乙酸）2份；固化液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：5%磷酸水溶液；粉體與固化液的質(zhì)量 體積比為10:3(質(zhì)量體積比，克/毫升）；
[0041] 取上述的氧化鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，攪拌成漿體狀，然后再加入蔗糖、羥 基磷灰石、EDTA，混勻，得到鎂基生物材料，供注射或直接使用。
[0042] 實(shí)施例4
[0043] 粉體（重量份數(shù)）：氧化鎂43份、磷酸二氫鉀43份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、 L-Cys(即半胱氨酸）2份；固化液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：5%磷酸水溶液；粉體與固化液的質(zhì)量體積 比為10:3(質(zhì)量體積比，克/毫升）；
[0044] 取上述的氧化鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，攪拌成漿體狀，然后再加入蔗糖、羥 基磷灰石、L-Cys，混勻，得到鎂基生物材料，供注射或直接使用。
[0045] 實(shí)施例5
[0046] 粉體（重量份數(shù)）：氧化鎂43份、磷酸二氫鉀43份、蔗糖4份、羥基磷灰石8份、 L-Lys(即賴氨酸）2份；固化液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：5 %磷酸水溶液；粉體與固化液的質(zhì)量體積比 為10:3(質(zhì)量體積比，克/毫升）；
[0047] 取上述的氧化鎂、磷酸二氫鉀、固化液，混勻，攪拌成漿體狀，然后再加入蔗糖、羥 基磷灰石、L-Lys，混勻，得到鎂基生物材料，供注射或直接