一種生物骨黏合劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種生物骨黏合劑的制備方法。該方法包括：以二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯(MDI)與多元醇反應生成預聚物；以多元醇為固化劑；以羥基磷灰石、碳酸鈣為填充劑；將預聚物、固化劑、填充劑按比例混合，室溫反應1-30min后，得到凝固時間可控的骨粘合材料。本發明的生物骨黏合劑，其特征是組分和重量百分比含量如下：MDI20-50％，聚四氫呋喃二醇35-55％，1，4-丁二醇0-2％，聚環氧丙醇0-10％，羥基磷灰石0-6％，碳酸鈣10-30％。本發明具有反應條件溫和，粘結強度大，固化后材料強度高，固化反應放熱小，固化時間、固化強度可調等特點。
【專利說明】一種生物骨黏合劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫用材料領域，具體地說涉及一種生物骨黏合劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]對于不穩定骨折，特別是嚴重的粉碎性骨折的治療，用石膏很難固定，通常需要內固定技術。此外，脊椎外傷、胸骨骨折治療中常用螺釘、鋼針、鋼絲、絲線等對骨折部位進行固定，但這種方法會給病人帶來較大痛苦，還可能造成肢體功能障礙等后遺癥。
[0003]采用醫用生物骨黏合劑對骨碎塊進行粘合復位是目前較有前景的一種治療方法。目前通常采用氰基丙烯酸酯生物骨黏合劑、聚甲基丙烯酸甲酯生物骨黏合劑、磷酸鈣系骨水泥、海藻酸鈉生物骨黏合劑等方法實現骨粘合。但上述方法均在不同應用性能上存在較大缺陷，因而得不到廣泛應用。最普遍的問題是:固化表面需要處理，耐水耐油性能差；不同程度地存在對活體組織的異物反應，妨礙組織愈合；固化的聚合物在反應過程中放出有毒物質；聚合物抗水性能差，易水解，且水解產物具有毒性；固化過程產生的熱量，熱量易使粘接面組織受到損傷等。研發具有良好生物相容性、可降解、常溫下能實現快速粘合以及不影響骨折愈合特性等的生物骨黏合劑具有重要意義。
【發明內容】
[0004]本發明提供的生物骨黏合劑，是以一種以MD1、聚四氫呋喃二醇、I，4- 丁二醇、聚環氧丙醇、羥基磷灰石、碳酸鈣為原料，制備的一種固化時間可調的生物骨黏合劑。
[0005]本發明提供的生物骨黏合劑及制備方法如下:
[0006]本發明的生物骨黏合劑的特征是組分和重量百分比含量為:MDI 20-50%，聚四氫呋喃二醇35-55%,1,4~ 丁二·醇0-2%，聚環氧丙醇0_10 %，羥基磷灰石0_6%，碳酸鈣10-30%。
[0007]預聚物的制備方法:稱取一定量MDI在38°C下熔融，邊攪拌邊逐步加入定量聚四氫呋喃二醇，升溫到70°C~90°C反應4小時；隨后降溫到50°C，慢慢加入1，4_ 丁二醇、聚環氧丙醇，反應5-8小時即得預聚體。
[0008]填充劑的制備方法:將羥基磷灰石與碳酸鈣按照:羥基磷灰石0-38%，碳酸鈣62-100%的比例混合，即得填充劑。
[0009]根據固化時間要求，將預聚物與多元醇、填充劑按比例混合，在室溫下反應0.2-2小時后就可以用于骨粘合。粘合劑在固化24小時后,其最大抗壓強度可達40Mpa左右；抗張粘接強度大于2MPa。
[0010]與現有技術相比，本發明采用MDI與聚四氫呋喃二醇、1，4_ 丁二醇、聚環氧丙醇等多元醇反應，形成聚合物網絡結構；將羥基磷灰石、碳酸鈣作為填充劑填充于聚合物網絡中，所形成的有機-無機結構具有良好的生物相容性，并具有較高的力學強度。此外，本發明通過預聚體與多元醇反應的方法解決了常規生物骨黏合劑在粘合過程中放熱問題；通過調整預聚物預聚程度、預聚物與多元醇和無機物的比例，使固化后的生物骨黏合劑在3-6個月內逐漸降解。
【專利附圖】
【附圖說明】【具體實施方式】
[0011]實施例1
[0012]稱取80gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入100g聚四氫呋喃二醇，在90°C反應4小時，即得預聚體；將15g羥基磷灰石，120g碳酸鈣混合，即得填充劑；將75g聚四氫呋喃二醇與135g填充劑混合，隨后加入240g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0013]該生物骨黏合劑固化時間1.5-2小時，24小時后最大抗壓強度37Mpa ;抗張粘接強度 2.1Mpa0
[0014]實施例2
[0015]稱取90gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入80g聚四氫呋喃二醇，在70°C反應4小時，隨后降溫到50°C,慢慢加入5gl,4- 丁二醇、IOg聚環氧丙醇，反應5小時即得預聚體。將
2.5g羥基磷灰石，22.5g碳酸鈣混合，即得填充劑；將40g聚四氫呋喃二醇與25g填充劑混合，隨后加入185g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0016]該生物骨黏合劑固化時間1-1.5小時，24小時后最大抗壓強度41Mpa ;抗張粘接強度 2.8Mpa。
[0017]實施例3
[0018]稱取90gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入80g聚四氫呋喃二醇，在80°C反應4小時，隨后降溫到50°C,慢慢加入IOg聚環氧丙醇,反應6小時即得預聚體；將40g聚四氫呋喃二醇與50g碳酸鈣混合，隨后加入185g`預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0019]該生物骨黏合劑固化時間1-1.5小時，24小時后最大抗壓強度43Mpa ;抗張粘接強度 2.2Mpa。
[0020]實施例4
[0021]稱取90gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入35g聚四氫呋喃二醇，在80°C反應4小時，隨后降溫到50°C，慢慢加入20g聚環氧丙醇，反應8小時即得預聚體。將5g羥基磷灰石，20g碳酸鈣混合,即得填充劑；將45g聚四氫呋喃二醇與25g填充劑混合,隨后加入150g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0022]該生物骨黏合劑固化時間1-1.5小時，24小時后最大抗壓強度39Mpa ;抗張粘接強度 2.6Mpa。
[0023]實施例5
[0024]稱取85gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入40g聚四氫呋喃二醇，在80°C反應4小時，隨后降溫到50°C，慢慢加入2g 1，4-丁二醇，反應5小時即得預聚體。將2.5g羥基磷灰石，17.5g碳酸鈣混合，即得填充劑；將20g聚四氫呋喃二醇與20g填充劑混合，隨后加入132g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0025]該生物骨黏合劑固化時間0.2-0.5小時，24小時后最大抗壓強度3IMpa ;抗張粘接強度 2.1Mpa。
[0026]實施例6[0027]稱取90gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入40g聚四氫呋喃二醇，在80°C反應4小時，隨后降溫到50°C，慢慢加入5g聚環氧丙醇，反應8小時即得預聚體。將15g羥基磷灰石，25g碳酸鈣混合，即得填充劑；將60g聚四氫呋喃二醇與40g填充劑混合,隨后加入135g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0028]該生物骨黏合劑固化時間0.5-1小時，24小時后最大抗壓強度47Mpa ;抗張粘接強度 2.8Mpa。
[0029]實施例7
[0030]稱取90gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入140g聚四氫呋喃二醇，在80°C反應4小時，隨后降溫到50°C,慢慢加入5g聚環氧丙醇,反應8小時即得預聚體。將40g聚四氫呋喃二醇與60g碳酸鈣混合，隨后加入215g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0031]該生物骨黏合劑固化時間1-2小時，24小時后最大抗壓強度42Mpa ;抗張粘接強度
2.3Mpa。
[0032]實施例8
[0033]稱取90gMDI，在38°C下熔融，緩慢加入100g聚四氫呋喃二醇，在80°C反應4小時，隨后降溫到50°C，慢慢加入15g聚環氧丙醇，反應8小時即得預聚體。將15g羥基磷灰石，25g碳酸鈣混合,即得填充劑；將80g聚四氫呋喃二醇與80g填充劑混合,隨后加入200g預聚體，充分混合，即得生物骨黏合劑。
[0034]該生物骨黏合劑固化時間0.5-1小時，24小時后最大抗壓強度32Mpa ;抗張粘接強度 2.0Mpa。
【權利要求】
1.一種生物骨黏合劑，其特征在于:組分和重量百分比含量為:MDI(分子量1000) 20-50 %，聚四氫呋喃二醇35-55 %，1，4- 丁二醇0-2 %，聚環氧丙醇(分子量1000) 0-10 %，羥基磷灰石0-6 %，碳酸鈣10-30 %。
2.如權利要求1所述的生物骨黏合劑，其特征在于:由MDI與多元醇形成預聚物。
3.如權利要求1所述的生物骨黏合劑，其特征在于:由羥基磷灰石和碳酸鈣形成填充物。
4.如權利要求2所述的預聚物，其特征在于:組分和重量百分比含量為:MDI質量占預聚物總質量的38-67%，聚四氫呋喃二醇質量占預聚物總質量的25-60%，1，4-丁二醇質量占預聚物總質量的0-3%，聚環氧丙醇質量占預聚物總質量的0-14%。
5.如權利要求3所述的生物骨黏合劑填充劑，其特征在于:組分和重量百分比含量為:羥基磷灰石質量占填充劑總質量的0-38%，碳酸鈣質量占填充劑總質量的62-100%。
6.如權利要求1所述的生物骨黏合劑，其特征在于:預聚物的制備方法如下: 將MDI與聚四氫呋喃二醇混合后，在無水無氧條件下，在70°C~90°C反應4小時，隨后降溫到50°C,慢慢加入1,4- 丁二醇及聚環氧丙醇,反應5-8小時得到預聚體。
7.如權利要求1所述的生物骨黏合劑，其特征在于:將預聚物與聚四氫呋喃二醇、填充劑混合均勻，0.2- 2小時后就可以得到生物骨黏合劑。
【文檔編號】C09J175/08GK103849350SQ201210499975
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月30日 優先權日:2012年11月30日
【發明者】奚華輝, 張越, 王瀟雄, 李兆隴 申請人:奚華輝, 張越, 王瀟雄, 李兆隴