磷酸钙骨水泥改性研究进展

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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Brooto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-settingCPC，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。

2、Ishikain。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。Bohner〔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

3、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，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（ag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

4、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〕。Mickiein。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

5、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。C）、羟甲基纤维素（HPMC）、壳聚糖醋酸盐和壳聚糖乳酸盐为外加剂，发现加入这些外加剂后使得CPC的操作性能得到极大的提高，同时也延长了其固化时间和降低了机械强度。Roemhildt等〔20〕在磷酸钙骨水泥中加入铝酸钙，发现流动性、可塑性大大提高。Xu等〔21〕采用水溶性甘露醇作为致孔剂和CPC混合制成可注射性的CPC，比较了0～50％不同质量百分率的可注射率，得出40

6、％为最佳比率。水溶性甘露醇的加入大大改善了骨水泥的流动性，而且这种可注射性CPC的抗曲折强度达到了3.2±1.0MPa，与骨松质相当。5复合生物活性因子生长因子（也称生物活性因子）由于具有良好的骨诱导能力，能够提高造骨细胞活性，促进成骨及成软骨作用，因而被广泛地用于改进CPC的成骨能力。Kroese等〔22〕研究了BMP对多孔CPC骨诱导能力的影响，他们将BMP-2与多孔CPC体外进行混合，随后植入白兔背部的皮下组织观察其成骨效果，并与单纯植入CPC进行对照。结果显示植入10周后，单纯CPC植入体中没有骨组织形

7、成，而CPC复合体中则观察到骨组织形成，并有18％的孔隙被新生骨填满。Jansen等〔23〕将rhBMP-2与CPC复合物植入兔颅骨缺损模型中，2周时植入体周围和内部有网织骨形成，10周时CPC与颅骨组织之间形成骨性桥连，缺损完全愈合，骨密度增高并呈板层状结构，CPC内孔隙中可见成骨样细胞和破骨样细胞附着，还可见到骨改建和骨髓样组织形成。Seeherman等〔24〕比较了不同量的rhBMP-2与CPC复合后对兔桡骨骨缺损的影响，结果发现0.166mg／mlrhBMP-2／CPC的比例为最佳，并且在植入8周后，证

8、实有骨皮质的桥连和骨髓腔的再生。动物试验研究结果表明〔25〕，将CPC载体与TGF-β复合后能够明显刺激前体成骨细胞的分化，并且不会影响CPC的物理和化学性能。Tielieg／kg顺铂（CDDP）的CPC植入到成年家兔的骨骼中，检测局部铂的浓度，发现6周后局部仍可维持较高的浓度，产生持续的抑瘤效果，并且副作用低。近年来，许多学者也对载药CPC体系针对能够引发细菌性慢性骨髓炎的金黄葡萄球