一种可注射自固化含锶复合胶原磷酸钙骨水泥的结构和性能

摘要

背景:骨科学界正致力于磷酸钙骨水泥的改性研究,通过向磷酸钙骨水泥中加入不同的添加剂,包括固化促进剂、增塑剂、抗水/血溶剂、致孔剂、增强剂,或是将生物活性物质或药物复合到磷酸钙骨水泥中,以提高其理化和生物学性能是目前该领域的研究热点。目的:了解一种新型可注射可降解的磷酸钙骨水泥的理化性能。设计、时间及地点:重复测量试验,于2008-12/2009-05在华南理工大学材料学院国家重点实验室完成。材料:采用部分结晶的磷酸钙,部分结晶的磷酸锶和二水磷酸氢钙,添加改性淀粉﹑Ⅰ型胶原制备了新型可注射自固化磷酸钙骨水泥。方法:采用X’PertPro型X射线衍射仪对磷酸钙骨水泥固化体进行相分析。采用HITA2-CHIH-800型透射/扫描电子显微镜对磷酸钙骨水泥固化体的形貌进行观察。用维卡仪根据美国材料与试验协会ASTMC190203标准进行凝结时间的测试。使用Instron5567型万能电子材料试验机来测试固化样品的抗压强度。用注射器测试材料的可注射性,针头内径为1.6mm。通过浸泡摇动定性测试材料的抗溃散性。主要观察指标:①骨水泥水化产物的相组成和显微结构。②骨水泥的凝固时间、可注射性和抗压强度。③骨水泥的抗溃散性。结果:研究表明该材料具备优良的可注射性能;添加改性淀粉显著的改善了骨水泥的抗溃散性。随着骨水泥液固比的增大,骨水泥的抗压强度下降,当骨水泥的液固比为0.3时,骨水泥的抗压强度为(48.0±2.3)MPa,当骨水泥的液固比为0.6时,骨水泥的抗压强度下降为(21.0±2.5)MPa。骨水泥的水化产物为类骨羟基磷灰石结晶,从X射线衍射图谱还可以看出,因骨水泥的水化不完全,基线水平波动较大,说明了在充分水化的条件下,骨水泥的压缩强度还能进一步提高。结论:制备的可注射含锶复合胶原磷酸钙骨水泥符合人体生物力学强度,能满足手术条件要求。