α—半水硫酸钙的制备及其作为载药骨水泥体系的体外释放研究

摘要

临床植骨材料的大量需求推动了人工骨的研究和发展，在众多的无机植骨材料中，硫酸钙以其优异的可控降解性能、快速的凝固性能、优良的生物相容性及骨传导性得到了广大研究者和外科医生的认可。硫酸钙骨水泥的力学性能是作为修复材料的一个重要指标。而目前对于原料α--半水硫酸钙的研究却只局限于制备工艺的研究。本研究在制备工艺研究的基础上，进一步研究了制备条件和添加剂对硫酸钙晶型和晶体形态的影响，确保制品的晶体形态能得到最大的优化和达到高抗压的要求。硫酸钙基骨水泥可在植入时随意塑型且对人体无刺激反应，固化后基体中留下大量的微孔，所以将其作为药物的载体能有效的使之达到既可填充骨缺损，又能有效地防止骨感染，加速骨愈合，促进新骨的再生的目的。而硫酸钙基骨水泥的可降解性保持了其作为填充材料的抗压强度和安全性。但是α--半水硫酸钙却存在固化时间过快的致命弱点，限制了其在骨科中的应用。因此本研究在保证抗压缩强度的前提下添加α--磷酸三钙制成复合骨水泥，适当延缓其水化速度。 通过实验和影响因素的分析，得到了制备半水硫酸钙的最佳工艺条件，即汽热法在140℃时将原料二水硫酸钙置于反应釜蒸压3-5小时并低温烘干，制品拥有良好的晶体形态且沿B-轴择优生长。转晶剂琥珀酸的加入有利于α-半水硫酸钙晶体的晶体成型和晶体优化。对制品的结构特性，物理性能进行了分析，并首次利用X衍射结合晶体数据库，确认了半水硫酸钙的晶体结构和相应的标准粉末衍射卡片，为鉴定硫酸钙晶型提供了技术基础。通过对硫酸钙基骨水泥，硫酸钙/磷酸三钙复合骨水泥结构特性，物理性能的分析，了解其复合为单体复合，相互无影响，复合在48h内完成。液固比，两相的配比均能影响复合物的固化时间。在复合后，其内部结构相互交联成更为致密的网状结构，这为复合骨水泥的抗压强度比单相骨水泥的抗压强度高提供了理论依据：同时，在固化后，固化体中被固化液占据的位置形成了大量的孔径为5～20μm微孔，良好的微孔结构，既适宜于细胞附着，也是成骨因子和药物的良好载体，这又成为将其作为药物释放载体研究的指导依据；广谱抗菌药物盐酸环丙沙星的加入对硫酸钙基骨水泥的抗压缩强度，固化等无影响。液固比，骨水泥载体的配比，药物含量均对药物体外释放的一般规律有影响。药物体外释放的一般规律的研究证明：复合抗生素骨水泥具有良好的抑菌效果，其释放初期呈爆发式释药，前100h释放总量为20％左右，有利于早期杀菌；释放中期抗生素浓度逐渐下降，有利于长期抑菌，为盐酸环丙沙星一硫酸钙基骨水泥缓释体系的临床应用提供了实验依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1骨水泥的研究进展

1.2磷酸钙骨水泥的研究

1.2.1磷酸钙骨水泥的组成及固相反应

1.2.2磷酸钙骨水泥的理化性能

1.2.3 CPC的生物学性能

1.2.4磷酸钙骨水泥的改性研究

1.3硫酸钙骨水泥

1.3.1硫酸钙的种类

1.3.2硫酸钙的性能与制备

1.4载药骨水泥的体外释放研究

1.4.1药物对骨水泥理化性能的影响及药物活性的影响

1.4.2载药骨水泥缓释体系

1.5载药骨水泥的体内研究

1.6课题的提出和本文的研究重点

2α-半水硫酸钙制备及晶体研究

2.1引言

2.2材料及方法

2.2.1实验试剂和设备

2.2.2二水硫酸钙制备方法

2.2.3煅烧法制备半水硫酸钙

2.2.4水热法制备半水硫酸钙

2.2.5汽热法半水硫酸钙

2.2.6转晶剂的加入对半水硫酸钙性能的影响

2.2.7 X射线衍射分析和扫描电镜形貌观察

2.3结果与讨论

2.3.1煅烧法制备半水硫酸钙

2.3.2水热法制备半水硫酸钙

2.3.3汽热法制备半水硫酸钙

2.3.4转晶剂的加入对α-半水硫酸钙性能的影响

2.4小结

3硫酸钙基骨水泥和复合骨水泥的结构与性能

3.1引言

3.2材料与方法

3.2.1主要材料与仪器

3.2.2骨水泥的分析和表征

3.2.3硫酸钙/磷酸三钙复合骨水泥的制备

3.2.4硫酸钙基骨水泥的评价

3.3结果与讨论

3.3.1硫酸钙基骨水泥的结构表征

3.3.2复合骨水泥的结构表征

3.3.3α-TCP的添加对硫酸钙剂骨水泥的影响

3.3.4硫酸钙基骨水泥的评价

3.4小结

4硫酸钙骨水泥作为载药体系的体外释放研究

4.1引言

4.2材料与方法

4.2.1主要材料、试剂与仪器

4.2.2实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1紫外光谱的测定及标准曲线的绘制

4.3.2药物的加入对骨水泥体系理化性能的影响

4.3.3骨水泥—盐酸环丙沙星模块的体外释药规律

4.4小结

5结论

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致射