磷酸钙骨水泥的研究进展综述

自固化磷酸钙人工骨的最新研究进展王文波1陈中伟2陈统一2综述审校1 (哈尔滨医科大学第一临床医学院, 哈尔滨150001)2 (上海医科大学附属中山医院骨科, 上海200032)摘要自固化磷酸钙(C P C )是数年前在美国研制成功的一种非陶瓷型羟基磷灰石类(HA P )人工骨材料。

它克服了陶瓷型HA P 烧结形成、修整困难等缺点, 具有制备容易、使用方便等优点。

1991年以来, C PC 开始在临床试用, 修复颅骨, 获得满意效果。

本文报告了C PC 的最新研究结果, 包括固化过程及固化工艺的研究, 快速凝固型、抗水型C PC 的研究, 有机复合C PC 水门汀的研究和作为载体缓释多种药物的体外试验结果等。

随着研究范围的不断深入和扩大, C P C 有可能会成为未来非负重或低负重部位骨缺损修复的标准材料。

关键词自固化磷酸钙人工骨研究进展L a te s t Progre ss in Stud ie s of Se l f - S e t t i n g Ca lc iu m Pho s pha te Cem en tW an g W en bo Chen Zhon g we i Chen Ton g y i(D ep a r t m en t of O th o p a ed ics, 1st C l i n ica l H osp ita l, H a rbin M ed ica l U n iv ers ity , H a rbin 150001)A b stra c t Se l f2se t t i n g ca l c i u m p h o sp h a t e cem en t(C P C )is a no n2ce r am ic fo r m o f h y d r x yap a t i t i c a r t i f i c i a l bo n em a t e r i a l(HA P )w h ich w a s f i r s t ex c l u sive l y p ro d uced in A m e r i ca seve r a l y ea r s ago. C P C is f r ee f r om th e d r aw 2 back sto ce r a m ic HA P ,i n c l ud i n g sin te r i n g an d d i ff i cu lt i e s in sh a p in g. C P C h a s th e ch a r ac t e r i st i c s o f si m p le2p ro d uc2 in g an d ea s y ap p ly i ca t i o n. In 1991, th e c l in ica l ap p lica t i o n o f C P C to rep a i r i n g th e ca l va r i a l bo n e defec t s w a s ap 2 p ro v ed, an d th e re s u lt s rep o r t ed l y so fa r w e r e goo d o r ex ce l len t.T h is p a p e r p re s en t s th e la t e s t p ro g r e s s in th e stud2 ie s o f C P C ,co n ce r n in g th e p ro b in g in t o th e se t t i n g p ro c e s s, th e p ro d uc i n g o f fa s t2se t t i n g an d no n2decayed typ e s o fC P C ,th e stud i e s o f o rgan ic com p o u n d C P C ,th e in v i t r o re s u lt s o f C P C a s a d r ug de l ive r y sy s tem , e t c. A s th e re2sea r ch go e s o n deep ly an d b ro a d l y, C P C is hop e f u lly becom in g a stan da r d m a t e r i a l in rep a i r i n g bo n e def ec t s a t th e no n2o r low 2bea r i n g site in th e fu tu re.Key words C P C HA C T T C P A r t i f i c i a l bo n e A dvan ce自固化磷酸钙, 即磷酸钙水泥(C a l c i um p h o s2p h a t e cem en t, C PC ) , 亦称羟基磷灰石水泥(H y21固化工艺研究d r o x yap a t ite cem en t, HA C ) , 是80 年代中期由 C PC 的固相是几种磷酸钙盐的混合物, 包括磷B row n 和C h ow 研制出来的自固化型( se l f2 se t t i n g)、非陶瓷型羟基磷灰石(HA P ) 类人工骨材料。

新型可注射自固化磷酸钙骨水泥的制备与性能的开题报告
一、选题背景及意义
人体骨骼系统的损伤和疾病是十分常见的，如骨折、骨质疏松、骨肿瘤等。

为了恢复骨组织的生物学和机械学功能，近年来，针对骨骼系统的植入材料被广泛应用。

目前使用的植入材料主要有生物活性玻璃、氢氧基磷灰石等，但存在一定的缺陷，如生物活性不强、机械强度不足、降解产物有毒等。

因此，研发一种性能优良的植入材料对于临床应用有重要意义。

自固化磷酸钙骨水泥作为一种新型植入材料在近年来逐渐受到关注。

它可通过可注射性的途径快速定型形成结构致密、亲骨性好且重塑性强的人造骨。

然而，目前现有的自固化磷酸钙骨水泥存在一些缺点，如固化过程中温度升高导致组织坏死、生产成本较高等，因此需要对自固化磷酸钙骨水泥进行改良。

本研究旨在通过探究不同的制备工艺对自固化磷酸钙骨水泥材料性能的影响，改进自固化磷酸钙骨水泥的固化过程和机械性能，提高其临床应用价值。

二、研究内容
1.自固化磷酸钙骨水泥的材料性能分析。

2. 在此基础上，探究不同制备工艺对材料性能的影响，包括固化时间、力学性能和温度变化等。

3. 优化制备工艺，改进材料性能，提高生产效率和经济效益。

三、预期研究成果及意义
本研究通过对自固化磷酸钙骨水泥的制备过程和性能进行分析和优化，旨在提高材料的生物相容性、力学稳定性、储存稳定性和经济效益。

预期成果将有助于改善骨科临床治疗方案，同时也将对天然骨造血干细胞的研究提供一定的借鉴意义。

磷酸钙类骨水泥-是一种新型的骨组织修复和填充材料。

一般而言，磷酸钙类骨水泥是由两种或两种以上磷酸钙盐与水或水溶液混合后磷酸钙类骨水泥-是一种新型的骨组织修复和填充材料。

一般而言，磷酸钙类骨水泥是由两种或两种以上磷酸钙盐与水或水溶液混合后，形成一种具有可塑性的调和浆，并且能在植入生物体后逐渐固化，形成骨组织的替代材料；其固化产物与天然骨的无机成分相似，因此具有良好的生物相容性，同时它还具有良好的骨传导性，在自身降解过程中，能刺激周围骨组织的生长。

学术术语来源---透钙磷石骨水泥制备及其载药性能杨迪诚，钟建，刘涛，闫策，何丹农(纳米技术及应用国家工程研究中心，上海市 200241)文章亮点：1 与其他磷酸钙类骨水泥(羟基磷灰石类骨水泥)相比，透钙磷石骨水泥在生物体内具有更好的生物降解能力，能被生物体较快吸收，但相对的，其在生物体内的机械性能也会有所下降。

同时，由于透钙磷石骨水泥固化时间过快、可注射性较差等原因，也限制了其在临床上的应用。

2 为改善透钙磷石骨水泥的综合性能，实验创新性制备了微、钠米共混的β-磷酸三钙粉末，将其与一水合磷酸二氢钙混合制备得到骨水泥粉末，与固化液混合后制备得到新型透钙磷石骨水泥，提高了其固化时间与抗压强度，同时药物缓释实验证明其具有一定的药物缓释能力。

关键词：生物材料；骨生物材料；透钙磷石骨水泥；人工骨组织修复材料；微纳米共混体系；β-磷酸三钙；盐酸万古霉素；国家自然科学基金主题词：磷酸钙类；万古霉素；纳米结构摘要背景：与其他磷酸钙类骨水泥相比，透钙磷石骨水泥在生物体内具有更好的生物降解能力，能被生物体较快吸收，但其在生物体内的机械性能会有所下降，同时其固化时间过快，可注射性较差。

目的：以β-磷酸三钙为主体骨水泥粉末，搭配合适的骨水泥固化液，制备新型透钙磷石骨水泥，改善其固化性能，同时观察其载药性能。

方法：以碳酸钙和磷酸氢钙为原料制备β-磷酸三钙粉末；将柠檬酸、磷酸化壳聚糖、明胶、羟丙基甲基纤维素与水混合溶解，制备骨水泥固化液，将β-磷酸三钙、一水合磷酸二氢钙的混合粉末与固化液混合制备透钙磷石骨水泥。

乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体药物释放系统的研究的开题报告一、研究背景骨水泥是一种广泛用于骨缺损修复的生物材料，但它的缺点在于不能促进骨组织的成长和修复。

为了解决这一问题，前人利用骨水泥为载体制备了多种药物复合体，以实现针对性的治疗。

乙胺丁醇是一种良好的骨刺激剂，磷酸钙是生物体内骨组织的主要成分，两者复合有望实现骨水泥的双重功能——填充骨缺损同时促进骨修复。

二、研究目的本研究旨在通过制备乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体药物释放系统，评价其在仿体骨缺损修复中的应用效果。

具体目标包括：1. 合成乙胺丁醇-磷酸钙复合体，探究其骨刺激和成骨能力；2. 制备乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体；3. 评价复合体对于仿体骨缺损的填充和修复效果；4. 研究复合体药物释放动力学，了解乙胺丁醇-磷酸钙复合体在治疗过程中的药效变化。

三、研究内容和方法1. 合成乙胺丁醇-磷酸钙复合体。

聚乙二醇和聚乙烯醇为原料，采用溶剂蒸发法制备复合物，并通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析等方法表征其结构和性能。

2. 制备乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体。

将复合物加入骨水泥中，调整其比例和粘稠度，并通过紫外光谱等方法验证药物与载体的复合效果。

3. 评价复合体对于仿体骨缺损的修复效果。

利用国际标准的骨缺损模型，比较骨水泥、乙胺丁醇-磷酸钙复合体及其复合的骨水泥对于填充和促进骨组织生长的效果。

4. 研究药物释放动力学。

利用离体模型和动物模型研究复合体药物在不同时间点的释放情况。

四、研究意义本研究的结果有望为骨缺损治疗提供一种更加有效和可行的方案，同时还可以为骨水泥的药物化改造提供一定的理论和技术支持。

药物对磷酸钙骨水泥性能的影响综述李茂红;屈树新;姚宁;郭悦华;王岳峰;翁杰【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2009(023)021【摘要】药物载入磷酸钙骨水泥(CPC)可能会导致CPC凝结时间、力学性能等发生变化.难溶于水的药物与CPC接触形成的固-固界面相互间作用较弱,在载入量不太高时对CPC凝结时间、力学性能影响较小.而易溶于水的药物则可能导致CPC 界面性质、酸碱性、转化过程等发生变化,从而时CPC凝结时间、力学性能等产生影响.CPC凝结时间和力学性能分别是衡量手术可操作性的重要指标和决定CPC应用范围的重要参数,就药物载入后对CPC凝结时间、力学性能的影响进行了综述.【总页数】4页(P55-58)【作者】李茂红;屈树新;姚宁;郭悦华;王岳峰;翁杰【作者单位】西南交通大学峨眉校区基础课部,峨眉,614202;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学生命科学与工程学院,成都,610031;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学峨眉校区基础课部,峨眉,614202;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】TB3【相关文献】1.石墨烯/聚吡咯的添加对磷酸钙骨水泥结构与性能的影响 [J], 肖镇昆;于浩然;吴涛;王瑞贞;彭章;卢晓英;翁杰2.明胶联合壳聚糖纤维对磷酸钙骨水泥力学性能的影响*☆ [J], 潘朝晖;赵玉祥;张俊国;王大伟3.明胶联合壳聚糖纤维对磷酸钙骨水泥力学性能的影响 [J], 潘朝晖;赵玉祥;张俊国;王大伟;4.含甲氨喋呤的磷酸钙骨水泥药物释放体系的制备及体外药物释放 [J], 杨志平;韩键;李昕;李建民5.添加剂和载药方法对庆大霉素/磷酸钙骨水泥载药体系性能及药物体外释放的影响 [J], 郜成莹;叶建东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

磷酸钙骨水泥作为药物缓释载体的研究
李娟莹;张超武
【期刊名称】《陶瓷》
【年(卷),期】2006(000)006
【摘要】论述了磷酸钙骨水泥作为药物缓释载体承载不同药物以及载药前后的特
征变化,分析了药物缓释载体的动力学原理及其影响药物释放率的因素,磷酸钙骨水泥生物相容性和药物控释性好,可最大限度地治疗和预防外科手术感染,在临床上已成为应用最多的药物缓释载体.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】李娟莹;张超武
【作者单位】陕西科技大学材料科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学材料
科学与工程学院,咸阳,712081
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174
【相关文献】
1.磷酸钙骨水泥药物缓释载体研究进展 [J], 杨莽;张彩霞;陈德敏
2.磷酸钙骨水泥/顺铂复合体体外药物缓释及体内抑瘤和修复骨缺损的实验研究 [J], 刘彦宁;刘淼;任鹏宇
3.磷酸钙骨水泥作为药物缓释载体的研究进展 [J], 张文明;戴伯川
4.磷酸钙骨水泥药物缓释载体的研究进展 [J], 李娟莹;黄剑锋;曹丽云
5.磷酸钙骨水泥药物缓释体系的研究应用 [J], 叶向阳;甄平;李晓飞;张增山;赵东华
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《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2019)14-02269-10 2269·综述·www.CRTER .org张晓东，女，1974年生，甘肃省环县人，汉族，2001年中国科学院原子核研究所毕业，博士，副教授，主要从事生物医药领域专利理论与实务，技术转移研究。

文献标识码:A稿件接受：2018-11-15Zhang Xiaodong, MD, Associate professor, School of Law, Intellectual Property Research Center, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China磷酸钙骨水泥的专利分析张晓东1，刘 颖2 (1华东理工大学法学院知识产权研究中心，上海市 200237；2华东理工大学图书馆，上海市 200237) DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.1615 ORCID: 0000-0001-7038-9291(张晓东)文章快速阅读：文题释义：磷酸钙骨水泥的应用价值及问题：磷酸钙骨水泥作为一种骨替代和骨填充材料，因其流动性佳、固化中放热少且骨传导作用及生物相容性良好、具有可降解性及可载药性等优点，在骨修复方面有重要应用价值，但也因其固化时间偏长、易被冲刷溃散、力学性能不足等问题的限制，目前一般只能用于非负重区骨的修复。

临床上已有多种国内外产品上市，目前仍有大量的研究工作投入到对磷酸钙骨水泥的改良中，以期拓展使用范围。

对磷酸钙骨水泥专利检索及分析的意义：磷酸钙骨水泥领域国内外专利申请量大，基础专利虽然已过期，但配合上市产品的多项重要专利仍在有效期内，且新研发成果均体现在专利中。

各种改性技术涉及面广，覆盖了无机盐、聚合物、生物活性因子、载药、氧化物、其他有机物等各种组分，近年生物活性分子改性和载药日趋受到重视。

前言生物医学材料[i]（biomedical materials）又称为生物材料。

是用以和生物系统接合，以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。

它可以是天然产物，也可以是合成材料，或者是它们的结合物，还可以是有生命力的活体细胞或天然组织与无生命的材料结合而成的杂化材料。

与生物系统直接接合是生物医学材料最基本的特征，如直接进入体内的植入材料，人工心肺、肝、肾等体外辅助装置等与血液直接接触的材料。

生物医学材料除应满足一定的理化性质要求外，还必须满足生物学性能要求，即生物相容性要求，这是它区别于其他功能材料的最重要的特征。

生物医用材料可以按多种方法分类。

根据材料的组成和性质，可以分为医用金属及合金、医用高分子材料、生物陶瓷，以及它们结合而成的生物医学复合材料。

根据在生物环境中发生的生物化学反应水平，可分为近于惰性的、生物活性的以及可生物降解和吸收的材料。

骨水泥的产生与发展目前生物活性陶瓷作为骨填充、修复材料已经在临床上大量应用，但由于这些材料都是高温烧结后的块状或颗粒状，不具有可塑性。

医生在手术过程中无法按照病人骨缺损部位任意塑型，而且不能完全充填异形骨空穴。

另一方面，人工关节的固定、不稳定性骨折的内固定等同样也需要一种新的生物医用材料。

因此，一种新型的生物材料－骨水泥成为了人们关注的热点。

生物骨水泥在发展过程中形成了两大体系：生物相容性较差的PMMA骨水泥和生物相容性良好的磷酸钙骨水泥。

PMMA 骨水泥以聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(polymethyImethacrylate cement, PMMA)，为代表的传统丙烯酸酯类骨水泥是一种由粉剂和液剂组成的室温自凝粘结剂[ii]。

但PMMA属于生物惰性材料，不能与宿主骨组织形成有机的化学界面结合，另外凝固聚合过程中产生热量、单体的细胞毒性作用、可操作时间有限等不足也限制了其临床应用[iii]。

CPC骨水泥磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement, CPC)最早由美国的Brown和Chow 于 20世纪80年代提出[iv]，CPC是由一种或几种磷酸钙盐粉末的混合物与调和用的液相发生水化发应，在生理条件下能自固化，如：在温度(37 ℃)、湿度(100 %)条件下发生水化反应得到与人体骨组织相近的固化产物－羟基磷灰石或透钙磷灰石，因此具有一定的可降解性和良好的生物相容性[v]。