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第31卷第9期
2012年9月特约专栏
中国材料进展 MATERIALS CHINA
可注射磷酸钙骨水泥的流变性能研究
陈芳萍，刘昌胜
（华东理工大学超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海200237）
Vol.31No.9 Sep.2012
要：采用高级流变扩展系统研究了添加剂种类及其含量对可注射磷酸钙骨水滤（ICPC）流变特性的影响。采用稳态流动摘
实验表征浆体的静态粘度，用触变环面积、应力降低率和届服应力表征ICPC浆体的触变性，并进行动态频率扫描和动态时间扫描实验动态监测ICPC的粘、弹、塑性变化规律以及水化反应过程流变参数的依时性。结果表明：添加剂并不改变ICPC的粘弹性。水溶性高分子化合物的加人提高了ICPC的粘度和触变性，利于整个体系的稳定；添加剂不同程度上提高了ICPC剪切后的网络结构恢复能力和稳定性，尤其以黄原胶和几丁糖最为明显。在此基础上，评估了加人黄原胶后ICPC形成凝胶的时，
约为2563~2600$。此外，随着黄原胶含量的增加，ICPC触变环面积增加，但形成的网络结构在高剪切状态下并不稳定。关键词：可注射；磷酸钙骨水泥；流变性能；动态频率扫描；动态时间扫描
中图分类号：R318.08；0613.62
文献标识码：A
文章编号：16743962(2012)09000105
Study on the Rheological Properties of Injectable
CalciumPhosphate
eCement
CHENFangping，LIU Changsheng
( Key Laboratory for Ultrafine Materials of Ministry of Education, East China University of
Science and Technology, Shanghai 200237, China)
AbstraCt: The influence of additives on the rheological properties of injectable calcium phosphate cement (ICPC) was investigated with an advanced expansion system rheometer. During the measurement of steady rheological properties, the viscosity, shear stress, and thixotropy were detected. During dynamic oscillation testing, the viscoelastic response of the ICPC under forced oscillation and the intermal structure were unvailled. The results indicated that the ICPC showed both plastic and thixotropic behavior with little effect by additives. The introduction of these water-soluble polymers improved the viscosity and thixotropy of the ICPC, which are conducive to the stability of the whole system. These additives improve the recoverability and stability of the ICPC network after being sheared, in which xanthan gum and chitosan were the most obvious. On this basis, the time to form a gel was assessed to be in the range of 2 563 ~ 2 600 s for xanthan gum-ICPC system. In addition, with the increasing of xanthan gum contents, the thixotropic loop area of ICPC enlarged, but the for-mation of network structure was not stable under high shear condition.
Key wOrds: injectable; caleium phosphate cement; rheological property; frequencysweep response; timesweep response
前言
近年来，通过微创注射植骨材料进行骨组织缺损修
复已成为临床手术的主流趋势。可注射磷酸钙骨水泥(Injectable Calcium Phosphate Cement， ICPC)兼具“生物相容、原位固化、定点注射、逐步降解”等特性，治疗
收稿日期：2012-0410
基金项目：国家自然科学基金资助项目（31100678）；国家重大科
学研究计划项目（2012CB933600）
第一作者：陈芳葬，女，1974年生，副教授，硕士生导师通信作者：刘昌胜，男，1967年生，教投，博士生导师 DOl; 10. 7502/j, issn. 1674 3962. 2012. 09. 01
创伤小，在修复浅表性、囊性和椎体压缩性骨折等骨缺损场合具有明显的应用优势(1-2)
作为一种反应型的悬浮体，ICPC制样后将经历从流态到固态的凝结过程，材料因粒子相互作用和微观结构的变化呈现出粘、弹、塑性的演变规律；而悬浮体的流变学性能参数又受其本身的固体含量、粉体粒径和添加剂等影响。就实际应用而言，理想的ICPC不仅要求注射前具有相当的稳定性，而且在注射过程中要有良好的流动性，以及注人体内后具有较强的结构恢复性。可见，从流变学角度深入研究ICPC浓悬浮反应体系的流变学性能，设计优化的，具有良好流变行为、浆体稳定性和注射性的ICPC十分必要。