磷酸钙骨替代材料的流变性和可注射性研究

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1、摘要磷酸钙骨水泥是一种应用前景广阔的骨科修复替代材料，由于其很好的生物相容性、骨传导性、可任意塑形和能够自固化，芷越来越受到材料研究人员和医学工作者的关注和重视。近年来，随着无刨外科手术的迅速发展．迫切需要开发适合于微创或无剖骨科手术的可注射骨替代材料。本文采用化学沉淀法合成了无定形磷酸钙，并与二水磷酸氢钙按1：l(wt％)混台制备出可注射骨替代材料(IRSM)，研究了液固比、添加剂的种类和浓度、温度等因素对材料的流变特性和可注射性的影响，同时对凝结时问也进行了探讨，为材料的临床应用提供实验和理论依据。液圃比是影响骨水泥各种性能的

2、一个重要因素。研究结果表明，随着液固比的增大，磷酸钙IBsM_浓悬浮液体系的粘度降低，可往射性提高，但凝结时间也相应变长。但由于液固比同样会影响到材料的其它性能，因此，在满足可注射性条件的同时，也要考虑浆体在注射时要有良好的稳定性、适当的凝结时间和足够的固化强度。所以，为了满足临床应用的要求，必须根据实际操作的需要，优化液固比。根据本文及本项目过去的研究结果，认为较适合的液固比为0．5～0．6ml／g。加入台适的添加剂可以起到改性的作用。本文研究了几静水镕性添加剂对IBsM浆体流变性和可注射性的影响，结果显示：水溶性商分子添加剂较

3、无机添加剂具有更明显的增粘和增稠作用，使骨水泥分散体系更稳定。与其它添加剂相比，加入柠檬酸可更有效地提高浆体的稳定性，并促进IBSM浆体的凝结．缩短凝结时间，但会降低浆体的可注射性。加入适量的Na2HP04，可降低IBSM浆体的粘度，可注射性略有提高，并可有效遏制IBSM浆体在水化反应韧始阶段pH值的突然升高对新骨生长的不利影响．有利于临床应用。可通过选择适当添加荆和掭加剂浓度，来调整装体的可注射性、稳定性和凝结时间，以满足临床应用的要求，必要时可考虑采用复合添加剂。温度不但会影响骨水泥的水化行为，同时会对浆体的流变性产生影响。研

4、究结果表面，在20℃下，IBSt^浆体的粘度较低且较稳定，随剪切速率变化很小，水化运度较慢，凝结时问为55min。随着温度的提高，加快了浆体的凝结，粘度增大，且箍体的粘度随剪切速率的提高迅速增大。在体温37℃下，凝结时阆缩短为22min。可见，在室温下浆体流动性良好，可在一定的时间内具有满意的可注射性t有利于临床操作，但在植入体内后，能在较短的时间硬化，产生固化强度。正由于具有这种特性，所制备的磷酸钙骨替代材料特别适台作为透皮注射的骨修华南理工大学硕士学位论文复替代材料使用。粒度也影响到骨水泥浆体的流变性和可注射性。本文对此进行了

5、初步的探讨，结果表明，减小IBSM粉体的粒度，尽管浆体的粘度有所增大，但幅度并不大。因此，对可注射性的影响也不会很显著。SEM、XRD、FTIR分析表明，水化反应后，IBSM转化为弱结晶的羟基磷灰石，同时可能有碳酸羟基磷灰石和凝胶态磷酸钙形成。关键词：骨替代材料；骨水泥；可注射；流变性；骨质疏松症ⅡAbstractCalciumphosphatebonecementisapromisingbonerepairorsubstitutematerialforclinicalapplications．Moreandmoremateria

6、lresearchersandsurgeonspayagreatdealofattentiontoitbecauseofitsgoodbiocompatibility，OsteocOnductiVity'shapeableforanycomplicatedgeometryandself-settingcharacteristic．Inrecentyears，withtherapiddevelopmentofnoninvasivesurgery,itisnecessarytodevelopinjectablebonesubstitu

7、tematerialsforminimalinvasiveornon·invasivesurgery．Inthiswork，amorphouscalciumphosphatewassynthesizedbychemicalprecipitationmethodandtheinjectablebonesubstitutematerial(IBSM)waspreparedbymixingthedicalciumphosphatedihydrateandamorphouscalciumphosphatewiththeequalquali

8、tyinweight．Basedonthematerial，theinfluenceofliquidtosolidratio，hydrationcategory，temperature，theconcentrationofdifferentaddi