5.3 磷酸钙骨水泥
• 磷酸钙骨水泥具有优良的生物学和力学性能,但是 普通的磷酸钙骨水泥的固化产物羟基磷灰石虽然 含有微孔结构,其孔径大小多在微米以下至数微米 之间,孔径不能允许细胞及血管的透过和生长,这类 骨水泥在人体中非常稳定,吸收和降解通常仅发生 在骨水泥的表面且吸收速率非常缓慢,且一般不具 有诱导成骨活性,骨爬行替代时间较长,一定程度上 限制了其临床应用价值。
第五节 生物活性骨水泥材料
5.1 骨水泥概述
水泥关节
• 水泥实际上一类无机或有机及 其混合物粉末材料，在常温下 当它与水或水溶液拌和后所形 成的浆体，经过一系列化学、 物理作用后，能够逐渐硬泥与玻璃和陶瓷相比具有 （1）易塑形 （2）自硬化 • 作为骨水泥，除了易塑形和凝固后一定的强度， 同时还必须具有生物相容性。
• 医用硫酸钙是半水硫酸钙 (CaSO4· 1/2H2O，熟石膏)，由 含两个水分子的硫酸钙经加 热及特别处理(特殊制造方法) 而成，它的晶型结构均匀， 整个材料降解速度均匀，与 水拌合后形成一种塑性体， 这种塑性体经过一段时间又 变成具有一定机械强度的固 体。
5.2.2 硫酸钙水泥在医学中的应用
5.2 硫酸钙骨水泥
• 硫酸钙(俗称石膏)，早在1894年就用做人工骨材 料，主要特性是降解速度快(在很大程度上是硫 酸钙微溶于水)，自硬性强度高，在短时间内达 到较高强度．因此在医学上主要用于骨外固定材 料、矫形外科、骨缺损填充。
硫 酸 钙
• 由于降解速度太快，在骨组织形成之前，强度衰 减快，起不到有效支撑重力作用，这些缺点限制 了其广泛应用。直到1985年通过改造材料的晶型 结构控制了其降解速率后，这一来源充足、价格 低廉、灭菌方便、制作工艺简单的生物材料才获 得广泛临床应用。
• 采用复乳酸溶剂挥发方法制备携载重组人骨形态 发生蛋白2 的聚乳酸与聚( 乳酸-羟基乙酸) 共聚物 (PLGA) 微球, 并将其与rhBMP-2/磷酸钙骨水泥 (CPC)复合, 制备出携载重组人骨形态发生蛋白2 微球的新型复合人工骨。
• 通过体内、体外实验研究证实, 携载rhBMP2/PLGA 微球/ 磷酸钙骨水泥新型复合人工骨具有
良好的生物相容性和活性因子缓种功能; 而且载有
重组人骨形态发生蛋白- 2 的聚( 乳酸- 羟基乙酸) 共聚物微球的掺入可提高rhBMP-2/磷酸钙骨水泥 材料rhBMP-2 的体外释放速度; 植入体内后, 与单 纯rhBMP-2/ 磷酸钙骨水泥材料相比有较高的可降
解性和成骨活性。
5.3.4 应用
人工骨、关节的固定，各种原因引起的 骨缺损的填充，脊柱融合植骨，制作成楔 形骨块用于椎板减压术后融合，颈椎前路 术用骨栓等
5.2.1 硫酸钙的制备、结构与性能
• 硫酸钙分子式为CaSO4· 2H20（生石膏）, 属单斜 晶系，它由无水硫酸钙加水凝固结晶而成，凝固 时间、凝固物强度和表面硬度视水量和硫酸钙配 比而定，凝固时间一般需数分钟。 另外，加入化学试剂可加速或延缓凝固时间， 如无水硫酸钙与4％K2SO4溶液混合能加快凝固， 而与0.4％~1％硼酸纳溶液则延缓凝固。
5.3.2 自固化磷酸钙人工骨
• 动物实验和临床应用都证实自固化磷酸钙人工骨
具有良好的生物相容性和骨传导作用, 能保持一定 的刚度和强度。其生物降解效应有利于骨组织的 改建和塑型, 是目前较为理想的骨移植材料, 具有 良好的临床应有用前景。
5.3.3 携载重组人骨形态发生蛋白2 ( rhBMp2)微球的新型复合人工骨
镜磷 下酸 观钙 察骨 水 泥
5.3.1 磷酸钙骨水泥人工骨(CPC)
• 磷酸钙骨水泥经过不同的制备, 将其植入动物模型 体内, 进行了细胞毒性、短期肌肉内植入、骨缺损 修复等实验, 证明其具有良好的生物相容性和成骨 效果, 有一定空间结构及机械强度和生物降解性, 安全无毒, 并可作为细胞因子、抗菌素等的理想载 体。
硫酸钙早期主要用于外科固定用绷带，新工艺 形成的硫酸钙使其在骨缺损填充、矫形外科等方 而得到了应用，如用于牙周骨缺损、胫骨创伤性 缺损、股骨骨折、骨囊肿、纤维发育不良、内生 软骨瘤、单防性骨囊肿、巨细胞瘤手术后缺损等。
用 于 外 科 固 定 用 绷 带
石 膏 夹 板 固 定 骨 折 修 复
石膏修复牙齿