一种光固化骨粘合剂及其制备方法

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1.本发明涉及骨粘合剂领域，具体涉及一种光固化骨粘合剂及其制备方法。

背景技术：

2.骨粘合剂是骨科医疗实践中经常使用的医用耗材，在某些特殊的骨科手术(如粉碎性骨折)中，需要将骨折的地方暴露出来，将骨粘合剂粘附于碎骨之上以促进其修复。然而，传统的骨粘合剂存在固化时间长的缺点，这极大地降低了手术的效率并增加了患者的痛楚。针对这一问题，有必要设计一种固化时间短的骨粘合剂。

技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种光固化骨粘合剂的制备方法，所述制备方法包括：
4.取100-120重量份的β-磷酸三钙、30-35重量份的si稳定α-磷酸三钙、3-4重量份的光引发剂tepo和质量浓度为3-5％的na2hpo4溶液混合到注射器中，得到糊状的骨粘合剂。
5.优选地，所述na2hpo4溶液的体积为60-100ml。
6.优选地，所述糊状的骨粘合剂还包括纳米抗菌金属。
7.优选地，所述抗菌金属为ag、zn、cu中的一种或多种。
8.优选地，所述抗菌金属的用量为β-磷酸三钙的1-3wt％。
9.优选地，所述抗菌金属为zn。
10.优选地，所述抗菌金属的用量为β-磷酸三钙的2.7wt％。
11.进一步地，本发明还提供了一种由上述方法制备得到的光固化骨粘合剂。
12.添加光引发剂可以加快骨粘合剂的固化速率，并且，随着引发剂的用量增加，缩短固化时间的效果越明显，与此同时，光引发剂会一定程度地降低骨粘合剂的生物相容性，这可以看作是提高固化速率所带来的副作用。
13.另一方面，掺入纳米抗菌金属银、锌或铜可以赋予骨粘合剂一定的抗菌性能，并且，少量抗菌金属粒子的掺入对骨粘合剂的生物相容性影响不大。令人意外的是，在大量的试验中，发明人偶然发现当掺入2.7wt％的纳米zn时可以提高骨粘合剂的生物相容性，如此，即可解决由于光引发剂的使用导致的生物相容性恶化的问题。
具体实施方式
14.下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果，但是本发明的实施方式不局限于此。
15.本发明使用的β-磷酸三钙和si稳定α-磷酸三钙由以下方法制备而得：
16.β-磷酸三钙的制备方法：配置0.9mm的丝素蛋白水溶液，将0.475g的(nh4)2hpo4加入到该溶液中搅拌均匀。同时配置0.3m cacl2溶液，将含有丝素蛋白的水溶液以1ml/min的速度滴加到cacl2溶液中，持续搅拌并用0.1m氨水保持溶液的ph值为9.5
±
0.5。反应1h后，
以500rpm/min的离心速度进行离心，将离心后的产品用去离子水洗涤后于60℃下烘干6h，最后放入马弗炉中以880℃下烧结3h即可得到β-磷酸三钙粉体。
17.si稳定α-磷酸三钙的制备方法参照现有技术(nano-calcium phosphate bone cement based on si-stabilizedα-tricalcium phosphate with improved mechanical properties/《materials science&engineering c》)。
18.实施例1
19.取100gβ-磷酸三钙、30g si稳定α-磷酸三钙、3g光引发剂tepo和80ml质量浓度为5％的na2hpo4溶液混合到注射器中，得到糊状物，而后将糊状物注射到容器内，在氮气保护下使其充分凝固。
20.实施例2
21.取100gβ-磷酸三钙、30g si稳定α-磷酸三钙、5g光引发剂tepo和80ml质量浓度为5％的na2hpo4溶液混合到注射器中，得到糊状物，而后将糊状物注射到容器内，在氮气保护下使其充分凝固。
22.实施例3
23.取100gβ-磷酸三钙、30g si稳定α-磷酸三钙、10g光引发剂tepo和80ml质量浓度为5％的na2hpo4溶液混合到注射器中，得到糊状物，而后将糊状物注射到容器内，在氮气保护下使其充分凝固。
24.对比例
25.取100gβ-磷酸三钙、30g si稳定α-磷酸三钙和80ml质量浓度为5％的na2hpo4溶液混合到注射器中，得到糊状物，而后将糊状物注射到容器内，在氮气保护下使其充分凝固。
26.接下来我们对实施例1-3和对比例的固化时间和生物相容性进行表征，具体方法如下：
27.生物相容性：通过溶血试验评价各样品的血液相容性，其原理在于：将样品与血液直接接触，测定红细胞膜破裂后释放的血红蛋白量，以检测各样品体外溶血程度。血红蛋白的吸收波长为545nm，可用分光光度计检测其浓度。具体操作步骤如下：
28.(1)从健康家兔心脏采血100ml，加入2％草酸钾5ml，制成新鲜抗凝血。取抗凝血40ml，加入0.9％氯化钠注射液50ml进行稀释。
29.(2)取3支硅化试管，一支试管装入试验样品和氯化钠注射液10ml，一支试管空白作为阴性对照组加入氯化钠生理盐水10ml，另外一支试管空白作为阳性对照组分别加入10ml蒸馏水。
30.(3)所有试管在37℃水浴中恒温30min，分别加入5ml抗凝兔血，并在37℃条件下保温60min。
31.(4)取试管上层清液，在545nm波长处测定吸光度。每一样品进行三次平行试验并取平均值。
32.溶血率的计算公式如下：
33.溶血率(％)＝(试样平均吸光度-阴性组吸光度)/(阳性组吸光度-阴性组吸光度)
×
100
34.固化时间：样品初步固化成型后将其悬挂于半空，30s内不发生形变或糊状物质滴落则认为其已经充分凝固。其中，各样品在固化时对其进行uv光照，光照强度为480mw/cm2。
35.各样品的固化时间及生物相容性数据如表1所示。
36.表1
37.编号固化时间/s溶血率/％实施例12547.1实施例21517.7实施例312710.2对比例4375.9
38.从表1可以看到，添加光引发剂可以加快骨粘合剂的固化速率，并且，随着引发剂的用量增加，缩短固化时间的效果越明显，与此同时，光引发剂会一定程度的降低骨粘合剂的生物相容性，这可以看作是提高固化速率所带来的副作用。
39.进一步地，出于骨粘合剂抗菌性能的需求，本发明人分别向实施例2的骨粘合剂中掺入了纳米抗菌金属银、锌或铜(平均粒径为100nm)，并进一步表征其抗菌性能和生物相容性，其中，抗菌性能的测试方法如下：
40.选择菌液浓度为4
×
102cfu/ml的金黄葡萄球菌作为试验用菌液，分别取0.2ml试验用菌液滴加在样品表面，在37℃、相对湿度rh》90％的条件下，培养8h，然后取出样品进行活菌计数，并通过计数得到抗菌率。每个样品做5个平行试验。其中，抗菌率计算公式为：
41.r(％)＝(a-b)/a
×
100
42.式中：r表示抗菌率；
43.a表示对照组(不含抗菌金属)平均回收菌数；
44.b表示实施例平均回收菌数。
45.实验结果如表2所示，表2中“ag-1％”表示ag的掺入量为β-磷酸三钙质量的1％，其他样品以此类推。
46.表2
47.编号抗菌率/％溶血率/％ag-1％》997.5ag-2.7％》997.3ag-3％》997.6zn-1％91.28.1zn-2.7％》995.7zn-3％》997.5cu-1％93.87.6cu-2.7％》998.1cu-3％》998.2
48.从表2可以看到，掺入掺入纳米抗菌金属银、锌或铜可以赋予骨粘合剂一定的抗菌性能，并且，少量抗菌金属粒子的掺入对骨粘合剂的生物相容性影响不大。令人意外的是，在大量的试验中，发明人偶然发现当掺入2.7wt％的纳米zn时可以提高骨粘合剂的生物相容性，如此即可解决由于光引发剂的使用导致的生物相容性恶化的问题。遗憾的是，这其中的原理还有待深入研究，此处便不再赘述。
49.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种光固化骨粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：取100-120重量份的β-磷酸三钙、30-35重量份的si稳定α-磷酸三钙、3-4重量份的光引发剂tepo和质量浓度为3-5％的na2hpo4溶液混合到注射器中，得到糊状的骨粘合剂。2.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述na2hpo4溶液的体积为60-100ml。3.一种如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述糊状的骨粘合剂还包括纳米抗菌金属。4.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌金属为ag、zn、cu中的一种或多种。5.一种如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌金属的用量为β-磷酸三钙的1-3wt％。6.一种如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌金属为zn。7.一种如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌金属的用量为β-磷酸三钙的2.7wt％。8.一种由权利要求1-7任一项所述方法制备得到的光固化骨粘合剂。

技术总结

一种光固化骨粘合剂及其制备方法。添加光引发剂可以加快骨粘合剂的固化速率，并且，随着引发剂的用量增加，缩短固化时间的效果越明显掺入掺入纳米抗菌金属银、锌或铜可以赋予骨粘合剂一定的抗菌性能，并且，少量抗菌金属粒子的掺入对骨粘合剂的生物相容性影响不大。令人意外的是，在大量的试验发现当掺入2.7wt％的纳米Zn时可以提高骨粘合剂的生物相容性，如此即可解决由于光引发剂的使用导致的生物相容性恶化的问题。容性恶化的问题。