可注射PPF基骨水泥的制备与性能研究

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老龄化社会逐步加剧和自然灾害的频发,可注射骨修复材料的临床需求剧增。目前临床上最常见的可注射骨修复材料主要是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和磷酸钙骨水泥(CPC)。但是PMMA骨水泥存在安全性的隐患,CPC在力学性能和注射性上还有一定缺陷。性能优异的可注射骨修复材料临床需求越来越迫切。聚富马酸丙二醇酯(PPF)是一种线型不饱和聚酯,主链上的双键提供了再次反应的能力,具有骨水泥原位固化的性能。本文将PPF作为基础材料,设计制备了双组份PPF骨水泥,并对其进行了性能表征;在此基础上,加入具有良好生物相容性的β-磷酸三钙(β-TCP),制备PPF/β-TCP复合骨水泥。主要得到以下结果:  (1)可注射PPF骨水泥的配方研究。通过两步法制备PPF高分子,采用正交试验确定了用于预固化的交联配方,并且在通过粉碎过筛后得到了颗粒尺寸小于100μm的预固化PPF粉末,该固体粉末上残留有1/3的双键可供后续反应。  (2)可注射PPF骨水泥的性能研究。在优化的操作条件下,在液相为150%PPF浓度时,1mL液相混入1g PPF粉末(包含5mg过氧化苯甲酰(BPO))后,PPF骨水泥可在7.5min固化,具有良好的注射性及溃散性能,压缩强度为90.3MPa,压缩模量为102.4MPa,并且交联的最高温度为43℃远低于PMMA骨水泥。固化的骨水泥具有均相的内部结构和粗糙的表面。研究了灭菌方法对PPF骨水泥性能的影响,发现环氧乙烷灭菌对PPF粉末产生的影响较小。  (3)可注射PPF/β-TCP骨水泥的性能研究。引入β-TCP对PPF骨水泥进行改性研究表明,加入16.7%β-TCP后的骨水泥固化时间为12min,可注射时间为7min,压缩强度为66MPa,压缩模量为100MPa,注射性能良好。PPF/β-TCP骨水泥的流变学性显示出了可注射特征,起始粘度小且不发生较大变化,随后出现粘度突增的转折点。且交联过程中基本没有发生放热。MTT实验中显示PPF/β-TCP骨水泥细胞相容性较好。加入显影剂后,在X光下的灰度值明显高于未加显影剂的组。
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