載中藥磁性磷酸鈣水泥的研制.pdf

1、磷酸鈣骨水泥(CPC)是一種能在室溫自行凝固而塑型的生物陶瓷，CPC凝固后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈徒Y(jié)晶、具有一定孔隙的羥基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)或透磷灰石(Bmshite,DCPD)，具有良好的生物相容性和生物活性，所以，磷酸鈣骨水泥已成功被用于臨床骨替換，而且還常被用做藥物緩釋載體治療各種骨骼系統(tǒng)疾病。 本課題組前期已經(jīng)研究了含中藥——丹參的磷酸鈣骨水泥的制備和表征，但是，載藥、未載中藥丹參磷酸鈣骨水泥的水化機(jī)理、及體

2、外降解釋放規(guī)律尚未研究，載丹參的磷酸鈣骨水泥的力學(xué)性能太低，不能滿足臨床應(yīng)用的需要。因此本實驗的主要內(nèi)容和目的是研究含丹參CPC的凝結(jié)行為和水化機(jī)理；通過優(yōu)化CPC的制備工藝，提高其力學(xué)強(qiáng)度；通過體外釋放實驗，對凝固后的載藥CPC的藥物釋放規(guī)律進(jìn)行討論；初步研究具有磁性的CPC的物化特性。 本實驗選用中藥丹參注射液，通過濕法共沉淀反應(yīng)合成含丹參的磷酸氫鈣，根據(jù)文獻(xiàn)選擇CPC的粉相：HA(8.5﹪)、a-磷酸三鈣(TCP58.0﹪

3、)、DCP(25.0﹪)、和CaC03(8.5﹪)；液相Na2HPO4一NaH2P04的混合液做液相。制備載丹參磷酸鈣骨水泥。實驗中設(shè)計了空白、載中藥、磁性、磁性載中藥CPC四個樣品組，分別采用PBS和蒸餾水做為液相調(diào)和CPC并填入模具；實驗過程CPC的凝固時間用Vicat儀測量。實驗前的CPC粉末、凝固過程的CPC膏體和硬化物的相成分用X射線衍射(XRD)表征，并選擇凝固過程中具有代表性時間點的樣品用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測形貌。

4、使用正交實驗表設(shè)計不同F(xiàn)e304的質(zhì)量百分含量、粒徑、液固比、液相濃度和骨水泥的養(yǎng)護(hù)濕度等因素對CPC力學(xué)強(qiáng)度的影響。采用Instron5670萬能力學(xué)實驗機(jī)測量CPC的抗彎強(qiáng)度(5×5×32mm)和抗壓強(qiáng)度(5×5×10mm)，抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度每組試樣數(shù)分別為6個及12個，結(jié)果取平均值，并做統(tǒng)計學(xué)t-檢驗分析。體外釋放實驗在37℃的模擬體液(SBF)中進(jìn)行，各組CPC浸泡在SBF中，在選定的時間點測量SBF中的pH值、丹參紫外吸光度

5、值、以及Ca、P濃度的變化情況。浸泡后具有代表性時間點的CPC也進(jìn)行了XRD和SEM表征。本實驗將兩種粒徑分別為50nm和100nm左右的Fe304微粒分別按質(zhì)量百分含量為5﹪的比例加入CPC粉末中，制備磁性的CPC，用QuantumDesignMPMSXL在310K溫度下測試其磁性能。 實驗結(jié)果表明，加入中藥丹參和Fe304對所制備的CPC初凝和終凝時間沒有顯著性的影響，所制備的CPC的初凝和終凝時間分別為8min和12min

6、左右，能為外科醫(yī)生提供充足的時間塑型，滿足臨床應(yīng)用的需要。本實驗骨水泥以PBS為液相的時，終產(chǎn)物為被鈉和碳酸根替代的磷灰石；以蒸餾水為液相的時候，終產(chǎn)物為含碳酸根的磷灰石。丹參和Fe304的加入對CPC水化產(chǎn)物的相成分無明顯影響，但是對凝固后CPC的表面形貌有較大影響。CPC的水化過程大致可分為：溶解、反應(yīng)、成核、生長和硬化五個階段。通過球磨CPC所有粉末，保證各種起始粉末的粒徑小于30um，優(yōu)化工藝提高CPC力學(xué)強(qiáng)度的研究結(jié)果顯示，F(xiàn)

7、e304的粒徑、液固比、液相濃度和骨水泥的養(yǎng)護(hù)濕度不是影響骨水泥力學(xué)強(qiáng)度的關(guān)鍵性因素，對骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度沒有顯著性影響；加入Fe304的量是影響骨水泥力學(xué)強(qiáng)度的關(guān)鍵性因素，隨著Fe304的百分含量的增加，骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度顯著提高，平均抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度可達(dá)3.33MPa和39.17MPa；此外，丹參的加入也能顯著性的提高骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度，平均抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度可達(dá)3.05MPa和39.89MPa。體外藥物釋放研究表明，整個釋放體系的pH

8、值都在6.89到7.43之間，屬于生理pH值允許范圍內(nèi)；丹參在釋放的前8小時時間內(nèi)，出現(xiàn)明顯的暴釋階段，8小時之后，丹參的釋放趨于平緩。浸泡有CPC的SBF中Ca離子濃度在前12小時，變化較為頻繁，12小時之后，Ca濃度隨時間增加逐漸增加；由于含P基團(tuán)之間復(fù)雜的電離平衡，整個釋放過程中P的濃度變化沒有明顯的規(guī)律。初步研究磁性CPC的物化性能發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e304與磷酸鈣粉末之間沒有化學(xué)作用，CPC的凝固沒有對Fe304的磁性造成明顯的影響。實