磷酸钙骨水泥改性研究进展.doc

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1、磷酸钙骨水泥改性研究进展作者：周鑫，夏群，苗军，刘春蓉【关键词】磷酸钙骨水泥磷酸钙骨水泥（calciumphosphatecement，CPC），又称为羟基磷灰石骨水泥（hydroxyapatitecement，HAC），是由Brown和Chow首先研制出来的一种自固型非陶瓷羟基磷灰石类人工骨材料〔1〕。因其具有良好的生物相容性和骨传导性、生物安全性、能任意塑形、在固化过程中的等温性，CPC作为一种新型的骨组织修复和替代材料，受到了国内外众多学者的广泛关注，已成为临床组织修复领域研究和应用的热点之一。然而由于CPC脆性大、抗水溶性（血溶

2、性）差、力学性能不足、降解缓慢等缺点，又限制了其在临床上的广泛应用。近年来，随着对CPC改性研究的不断进行，其性能不断优化，一些新型的CPC材料不断出现，如可快速固化型CPC、抗水溶型CPC、可注射型CPC等，使CPC的临床运用变的更加便捷和可靠。本文对近年来复合型磷酸钙骨水泥的发展概况和研究成果进行综述。1复合促凝剂比较常见的CPC固化促进剂是Na2HPO4和NaH2PO4等无机盐物质，将其水溶液作为固化液可以有效的缩短CPC的固化时间。Miyamoto等〔2〕就将固化液改为中性磷酸钠缓冲溶液，制成了一种快速凝固型CPC（fast-s

3、ettingCPC，FSCPC），实验证明在大鼠肌肉内的凝固时间缩短到了5～7min。可能是因为中性磷酸钠缓冲溶液加快了向HAP的转化速度，增大了钙离子和磷酸根离子的过饱和度，从而起到了促凝作用。Ishikawa等〔3〕比较了TTCP+DCP型骨水泥在NaH2PO4、KH2PO4、NH4H2PO4溶液中固化的时间，发现均能缩短凝固时间到5min。Khairoun等〔4〕将5％碳酸钙加入到CPC中，固液混合24h后对其黏附时间、初凝时间、终凝时间进行测定，发现初始固化时间和黏附时间的差值在2～3min之间，终凝时间在15min以内。Boh

4、ner〔5〕向α-TCP（α-磷酸三钙）骨水泥中加入硫酸钙（CSD），结果发现CSD的加入能够明显地缩短骨水泥的固化时间，并认为原因在于CSD是一种能够快速释放Ca元素的可溶性盐，由于它与磷酸根离子大量存在于骨水泥混合初期的浆体中，促进了水合反应的进行，从而缩短了固化产物CDHA在骨水泥浆体中达到过饱和程度的时间。另外一些研究表明，有机酸类物质如聚丙烯酸等也有促凝作用，机理大都表现为同CPC中的碱性物质发生酸碱中和反应，并很快凝固形成水凝胶。2复合抗水（血）溶剂7常规骨水泥混合后的糊剂立即与液体（如蒸馏水或血清等）接触后容易被侵蚀而溃散

5、，必须要等其初步固化后方可使用，因而临床应用受限制。为此新型FSCPC和抗水化型快速固化CPC（aw-FSCPC）由此产生。Ishikawa等〔6〕在FSCPC基础上进一步改善抗水性能，他们在固化液中加入一定量的海藻酸钠，结果发现混合后立即放入水中不会溃散，并能正常固化。机理可能是它能够与从中溶解的钙离子形成不溶于水的海藻酸钙水凝胶，后者能有效地阻止调和物被水浸蚀而溃散。但海藻酸钠的引入是以牺牲材料的强度为代价的，因而使其应用受到了一定的限制。Chemg等〔7〕研究表明，将羟丙基甲基纤维素（HPMC）添加到CPC中，在凝胶增稠作用机理下

6、也能够提高水泥的抗溶血性。3复合增强剂Xu等〔8〕向CPC中添加不同比例的氮化硅、碳化硅，发现硅化物／CPC的比例对CPC复合物特性有显著影响，使其强度增加了3倍，刚度增加了5倍，弹性模量增加了2倍。在纤维复合材料研究中，为提高CPC水化产物的抗压、抗折强度，采用高分子可吸收长纤维对TTCP／DCPA骨水泥进行增强，结果抗折强度得到了提高〔9〕。Mickiewicz〔10〕证实，复合了一定量聚氧离子聚乙酰亚胺和聚丙烯酰胺水化物的CPC和复合13～25wt％血清蛋白的CPC，其抗压强度分别是单纯CPC的6倍和2倍。Wang等〔11〕向CP

7、C中加入磷酸化的几丁糖（P-chitosan）并调整加入P-chitosan的比例，获得了生物力学性能优异的CPC，固化时间可以不超过15min。他们认为这是由于Ca2+同壳聚糖间的强烈的键合作用使得新生成的羟基磷灰石颗粒通过聚合物连接在一起，所以含有磷酯化壳聚糖的CPC的抗压强度较空白的要高。Lin等〔12〕发现多肽共聚物胶粒复合CPC后，其抗压强度、抗折强度都较单纯CPC的强，认为是因为多肽共聚物有很多的亲水侧链、孔壳胶粒能加强CPC的强度。Pan等〔13〕证实骨水泥中含30％的壳聚糖纤维，5％的胶原时可获得最大的抗屈曲强度。Wan

8、g等〔14〕则认为可注射性CPC加入8wt％的p-硅酸二钙后能显著提高其抗压强度26.5～47.5MPa，而不影响CPC的生物降解性、固化时间、可注射性及CPC的微观结构。Link等〔15〕在大鼠的颅骨缺损