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1、磷酸鈣骨水泥改性研究進(jìn)展作者：周鑫，夏群，苗軍，劉春蓉【關(guān)鍵詞】磷酸鈣骨水泥磷酸鈣骨水泥（calciumphosphatecement，CPC），又稱為羥基磷灰石骨水泥（hydroxyapatitecement，HAC），是由Brown和Chow首先研制出來的一種自固型非陶瓷羥基磷灰石類人工骨材料〔1〕。因其具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性、生物安全性、能任意塑形、在固化過程中的等溫性，CPC作為一種新型的骨組織修復(fù)和替代材料，受到了國內(nèi)外眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注，已成為臨床組織修復(fù)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。然而由于CPC脆性大、抗水溶性（血溶
2、性）差、力學(xué)性能不足、降解緩慢等缺點(diǎn)，又限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。近年來，隨著對CPC改性研究的不斷進(jìn)行，其性能不斷優(yōu)化，一些新型的CPC材料不斷出現(xiàn)，如可快速固化型CPC、抗水溶型CPC、可注射型CPC等，使CPC的臨床運(yùn)用變的更加便捷和可靠。本文對近年來復(fù)合型磷酸鈣骨水泥的發(fā)展概況和研究成果進(jìn)行綜述。1復(fù)合促凝劑比較常見的CPC固化促進(jìn)劑是Na2HPO4和NaH2PO4等無機(jī)鹽物質(zhì)，將其水溶液作為固化液可以有效的縮短CPC的固化時(shí)間。Miyamoto等〔2〕就將固化液改為中性磷酸鈉緩沖溶液，制成了一種快速凝固型CPC（fast-s
3、ettingCPC，F(xiàn)SCPC），實(shí)驗(yàn)證明在大鼠肌肉內(nèi)的凝固時(shí)間縮短到了5～7min。可能是因?yàn)橹行粤姿徕c緩沖溶液加快了向HAP的轉(zhuǎn)化速度，增大了鈣離子和磷酸根離子的過飽和度，從而起到了促凝作用。Ishikawa等〔3〕比較了TTCP+DCP型骨水泥在NaH2PO4、KH2PO4、NH4H2PO4溶液中固化的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)均能縮短凝固時(shí)間到5min。Khairoun等〔4〕將5％碳酸鈣加入到CPC中，固液混合24h后對其黏附時(shí)間、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)初始固化時(shí)間和黏附時(shí)間的差值在2～3min之間，終凝時(shí)間在15min以內(nèi)。Boh
4、ner〔5〕向α-TCP（α-磷酸三鈣）骨水泥中加入硫酸鈣（CSD），結(jié)果發(fā)現(xiàn)CSD的加入能夠明顯地縮短骨水泥的固化時(shí)間，并認(rèn)為原因在于CSD是一種能夠快速釋放Ca元素的可溶性鹽，由于它與磷酸根離子大量存在于骨水泥混合初期的漿體中，促進(jìn)了水合反應(yīng)的進(jìn)行，從而縮短了固化產(chǎn)物CDHA在骨水泥漿體中達(dá)到過飽和程度的時(shí)間。另外一些研究表明，有機(jī)酸類物質(zhì)如聚丙烯酸等也有促凝作用，機(jī)理大都表現(xiàn)為同CPC中的堿性物質(zhì)發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，并很快凝固形成水凝膠。2復(fù)合抗水（血）溶劑7常規(guī)骨水泥混合后的糊劑立即與液體（如蒸餾水或血清等）接觸后容易被侵蝕而潰散
5、，必須要等其初步固化后方可使用，因而臨床應(yīng)用受限制。為此新型FSCPC和抗水化型快速固化CPC（aw-FSCPC）由此產(chǎn)生。Ishikawa等〔6〕在FSCPC基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善抗水性能，他們在固化液中加入一定量的海藻酸鈉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混合后立即放入水中不會(huì)潰散，并能正常固化。機(jī)理可能是它能夠與從中溶解的鈣離子形成不溶于水的海藻酸鈣水凝膠，后者能有效地阻止調(diào)和物被水浸蝕而潰散。但海藻酸鈉的引入是以犧牲材料的強(qiáng)度為代價(jià)的，因而使其應(yīng)用受到了一定的限制。Chemg等〔7〕研究表明，將羥丙基甲基纖維素（HPMC）添加到CPC中，在凝膠增稠作用機(jī)理下
6、也能夠提高水泥的抗溶血性。3復(fù)合增強(qiáng)劑Xu等〔8〕向CPC中添加不同比例的氮化硅、碳化硅，發(fā)現(xiàn)硅化物／CPC的比例對CPC復(fù)合物特性有顯著影響，使其強(qiáng)度增加了3倍，剛度增加了5倍，彈性模量增加了2倍。在纖維復(fù)合材料研究中，為提高CPC水化產(chǎn)物的抗壓、抗折強(qiáng)度，采用高分子可吸收長纖維對TTCP／DCPA骨水泥進(jìn)行增強(qiáng)，結(jié)果抗折強(qiáng)度得到了提高〔9〕。Mickiewicz〔10〕證實(shí)，復(fù)合了一定量聚氧離子聚乙酰亞胺和聚丙烯酰胺水化物的CPC和復(fù)合13～25wt％血清蛋白的CPC，其抗壓強(qiáng)度分別是單純CPC的6倍和2倍。Wang等〔11〕向CP
7、C中加入磷酸化的幾丁糖（P-chitosan）并調(diào)整加入P-chitosan的比例，獲得了生物力學(xué)性能優(yōu)異的CPC，固化時(shí)間可以不超過15min。他們認(rèn)為這是由于Ca2+同殼聚糖間的強(qiáng)烈的鍵合作用使得新生成的羥基磷灰石顆粒通過聚合物連接在一起，所以含有磷酯化殼聚糖的CPC的抗壓強(qiáng)度較空白的要高。Lin等〔12〕發(fā)現(xiàn)多肽共聚物膠粒復(fù)合CPC后，其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度都較單純CPC的強(qiáng)，認(rèn)為是因?yàn)槎嚯墓簿畚镉泻芏嗟挠H水側(cè)鏈、孔殼膠粒能加強(qiáng)CPC的強(qiáng)度。Pan等〔13〕證實(shí)骨水泥中含30％的殼聚糖纖維，5％的膠原時(shí)可獲得最大的抗屈曲強(qiáng)度。Wan
8、g等〔14〕則認(rèn)為可注射性CPC加入8wt％的p-硅酸二鈣后能顯著提高其抗壓強(qiáng)度26.5～47.5MPa，而不影響CPC的生物降解性、固化時(shí)間、可注射性及CPC的微觀結(jié)構(gòu)。Link等〔15〕在大鼠的顱骨缺損
