裝載可降解生物活性微球的PMMA復(fù)合骨水泥的制備及性能研究.pdf

1、PMMA骨水泥是椎體成形術(shù)和關(guān)節(jié)置換術(shù)中常用的可注射成型材料。在美國，這種材料在關(guān)節(jié)置換術(shù)中已經(jīng)應(yīng)用了超過70萬例，并且每年在椎體成型術(shù)中的應(yīng)用也高達(dá)75000例。這種材料比新型的磷酸鈣，硫酸鈣等骨水泥有天然的優(yōu)勢(shì)：注射性好，力學(xué)強(qiáng)度優(yōu)異。但是這種骨水泥也有明顯的缺點(diǎn)：無生物活性，組織不可吸收，聚合反應(yīng)放熱過大，彈性模量過大。這些缺點(diǎn)會(huì)直接導(dǎo)致骨水泥在植入部位的松動(dòng)和應(yīng)力遮擋。
　　針對(duì)以上我們提出可部分降解骨水泥的概念，通過向骨

2、水泥中加載可部分降解生物活性微球，來構(gòu)建具有生物活性且后期可以部分降解的骨水泥，這種骨水泥降解后產(chǎn)生300微米左右的孔徑，且孔與孔之間可以互相連通，這種結(jié)構(gòu)適于細(xì)胞的貼附生長(zhǎng)，并且在體內(nèi)可促進(jìn)骨組織長(zhǎng)入骨水泥的孔隙中，最終形成骨組織與骨水泥緊密咬合的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能有效防止水泥松動(dòng)，并且其彈性模量也能有效改善。
　　首先我們制備了加載絲素-磷酸鈣微球的復(fù)合骨水泥。絲素磷酸鈣微球通過靜電噴霧法結(jié)合液氮收集制備而成。微球在骨水泥的拉絲

3、期加入并攪拌均勻。通過SEM觀察，微球直徑在300-500微米，并且微球可均勻分布于骨水泥中。這種骨水泥降解后可得到含有多空且孔與孔相互連通結(jié)構(gòu)的骨水泥，這證明了上述設(shè)想的可行性。骨水泥的力學(xué)性能也得到了測(cè)試，加入10％，15%，20%微球組骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度在61±5，40±3.5，35±5 MPa。加入低強(qiáng)度微球會(huì)明顯降低骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度。
　　本文第二部分實(shí)驗(yàn)采用力學(xué)強(qiáng)度更高的鎂球作為可降解生物活性致孔劑，制備了加載鎂球的復(fù)合

4、骨水泥。為了控制這種骨水泥的降解時(shí)間，我們還用羥基磷灰石將鎂球包裹。所得骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度符合國家臨床的標(biāo)準(zhǔn)，可注射性得到了保持，最高放熱溫度較純PMMA骨水泥有所下降。鎂球可以均勻分布在骨水泥中，經(jīng)降解后產(chǎn)生300微米到500微米的孔，且孔與孔可以互相連通。含羥基磷灰石包裹的鎂球的骨水泥比純鎂球骨水泥降解速度減緩。含鎂骨水泥有較好的親水性和細(xì)胞相容性。經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，此骨水泥有較好的成骨性能，且新生骨可長(zhǎng)入骨水泥降解后形成的孔。