矿化胶原改性骨水泥的制备及生物力学测定

目的基于矿化胶原(MC)对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行改性,提高其在骨修复领域应用的可行性。方法将不同粒径MC(<200μm、200~300μm、300~400μm、400~500μm)按照5 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%的含量加入到PMMA骨水泥,制备不同粒径及含量的复合骨水泥。通过工作特性、抗压强度、抗弯强度、压缩模量、弹性模量测试,评估MC/PMMA复合骨水泥的生物力学性能,确定最佳性能的复合骨水泥比例。结果复合骨水泥混合时间30 s,等待时间2~5 min,工作时间5~12 min,固化时间10~20 min;不同粒径MC(<200μm、200~300μm、300~400μm、400~500μm)复合骨水泥,在不同含量(5 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%)下其抗压强度均可保持在70 MPa以上,对PMMA骨水泥的抗压强度影响不大。含量15 wt%、粒径300~400μm MC/PMMA复合骨水泥的抗压强度90 MPa,抗弯强度50 MPa,压缩模量1.2 GPa,弹性模量较Osteopal V和Mendec Spine骨水泥明显降低,且与人体松质骨的弹性模量相匹配。结论MC在保持PMMA机械强度的同时,可降低其弹性模量,含量15 wt%、粒径300~400μm MC/PMMA骨水泥的工作特性、抗压和抗弯强度、弹性模量符合国际标准和临床使用要求。