本发明属于医用生物材料技术领域，涉及一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法。
背景技术：
磷酸钙骨水泥(calciumphosphatecement，cpc)作为生物有机高分子骨水泥材料的典型代表，因其在温度(37℃)、湿度(100％)条件下发生水化反应得到与人体骨组织相近的固化产物－羟基磷灰石或透钙磷灰石，而具有一定的可降解性和良好的生物相容性，并且广泛用于关节置换术后，骨水泥型或者非骨水泥型假体的翻修，填补修复部分骨缺损。而术后感染是骨科手术中的难题之一，为解决术后感染，向骨水泥中掺入抗生素是临床医学的常用方式，即通过局部释药控制感染病灶，但目前研究中掺入抗生素的骨水泥还存诸多缺陷：①载药率低，且药物释放不完全，存在药物浪费；②药物“突释”，不能达到精准控释；③掺入抗生素的骨水泥的生物相容性有待提高。因此，研发一类能够针对感染问题按需释放骨水泥中抗生素的可控释药骨水泥已经成为目前该领域的迫切需求。
碳纳米管(carbonnanotubes，cnts)是一种具有特殊结构的一维量子材料，根据石墨烯卷层的层数可分为单薄碳纳米管(swcnts)和多壁碳纳米管(mwcnts)，单壁管典型直径在0.6-2nm，多壁管最内层可达0.4nm，最粗可达数百纳米，但典型管径为2-100nm。因其具有良好的力学性能，与其他工程材料为基体制成复合材料，可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善，同时碳纳米管还具有光学等其他良好的性能，因此近年来广泛应用于生物医学的光疗和远程药物传递方面。
聚(n-异丙基丙烯酰胺)(poly(n-isopropylacrylamide)，pnipaam)水凝胶是一类对温度刺激产生响应的材料。由于其大分子链上同时具有亲水性的酰氨基和疏水性的异丙基，使得线型pnipam的水溶液以及交联后的pnipam水凝胶都呈现出温度敏感特性。当聚(n-异丙基丙烯酰胺)(pnipam)的水溶液升温至临界温度(lcst)时发生相变，聚合物链段疏水作用增加，水凝胶体积收缩；当温度低于lcst时，聚合物链段亲水作用增加，水凝胶体积溶胀。且由于其相变温度接近人体温度，因此近年来这类热敏性高分子材料在药物控释、生化分离以及化学传感器等方面有较大的应用潜力。然而，传统水凝胶的力学性能较差，限制了其应用。
中国专利《一种载药纳米气泡骨水泥的制备方法》(申请号：202010702107.6，公开日：2020.07.21.公开号：cn111773433a)公开了一种载药纳米气泡骨水泥的制备方法，首先通过双乳液溶剂蒸发法制备载药纳米气泡，进一步制备最优比例载药纳米气泡的骨水泥，通过载药气泡的降解速率不同而释放药物，实现骨科感染的局部治疗，但该方法制备的复合材料无法实现精准控释和高效长期释放。
中国专利《智能化控释载药骨水泥及其制备方法和应用》(申请号：202010793463.3，公开日：2020.10.02，公开号：cn111729131a)公开了一种智能化控释载药骨水泥及其制备方法和应用，通过加入空心聚多巴胺纳米粒子利用化学键作用载药，形成载药量高的空心聚多巴胺纳米粒子/抗生素载药微球，利用其本身具有的ph响应性，根据局部病灶ph变化控释药物，同时对骨水泥的生物活性起到了促进作用。但是，该方法制备的复合材料受单因素影响，药物释放率低，不能及时起到治疗效果。
技术实现要素：
本发明的目的提供一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，以解决现有含抗生素骨水泥药物释放不可控的问题，并且提高药物释放率和骨水泥的生物活性。
本发明所采用的技术方案是，一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，利用单壁碳纳米管制备载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，将步骤1中制得的载药碳纳米管与步骤2制得的载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球进行混合，球磨，使其充分混合，得到包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球前驱体粉；
步骤4，将磷酸钙基骨水泥固相粉与包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球前驱体粉进行混合，混合均匀后，加入固化液，搅拌，固化，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
本发明的特点还在于，
步骤1中，具体为：
步骤1.1，将单壁碳纳米管与混合酸液的混合，使其羧基活化，室温超声2～6h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥16～24h，得到羧基化的单壁碳纳米管；
步骤1.2，将羧基化的单壁碳纳米管与抗生素类药物溶于去离子水中，混合均匀，常温下搅拌2～6h，真空干燥16～24h，得到载药碳纳米管；羧基化的单壁碳纳米管、药物与去离子水的质量比0.5～2.5：0.2～1：10～30。
步骤2中，具体为：
步骤2.1，将nvcl和mpa加入乙醇中，通入氮气10～50分钟，除去氧气，然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在氮气气氛下进行聚合反应，之后将产物在乙醚中沉淀，冷冻干燥12～20h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相；
nvcl、mpa、aibn与乙醇的质量体积比为0.5～2.5g：0.003～0.015g：0.005～0.025g：60～100ml；
聚合温度为70～90℃，聚合反应时间为8～12h；
步骤2.2，将羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相与抗生素类药物溶于去离子水中，搅拌2～6h，真空干燥16～24h，得到载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相、抗生素类药物与去离子水的质量比为0.5～2.5：0.15～0.75：5～25ml。
抗生素类药物为硫酸庆大霉素，盐酸万古霉素，硫酸妥布霉素、青霉素、红霉素、四环素、克林霉素中的任意一种。
步骤3中，载药碳纳米管与载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球的质量比为0.25：0.25；球磨时间为4h。
步骤4中，磷酸钙基骨水泥固相粉与包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球前驱体粉的质量比为0.81～0.97：0.03～0.19。
步骤4中，ph-温度协同响应释药骨水泥固相粉和固化液的比例为1g：0.5～2.5ml，搅拌时间12～20min，固化时间为12～36h。
步骤4中，固化液为水、模拟体液、血清中的任意一种。
本发明的有益效果是：采用活化后的碳纳米管载药和温敏水凝胶聚(n-异丙基丙烯酰胺)载药实现ph-温度双响应水凝胶前驱体粉的制备，与磷酸钙骨水泥混合之后实现ph-温度双响应控释抗生素膨胀磷酸骨水泥的制备。碳纳米管的高载药结构和水凝胶网络载药结构结合实现高载药的需求，水凝胶的存在实现在体内炎症微环境下的体积收缩可控释药的需求。将该骨水泥注入人体后，水凝胶微球与体液接触后体积膨胀，当炎症发生时由于局部温度升高使得水凝胶体积收缩网络结构破坏负载的抗生素加速释放；同时，周围的体液呈现弱酸性，弱酸性体液会中和可膨胀水凝胶和碳纳米管上的羧酸根离子，使抗生素药物加速释放，恢复体液至中性。当局部微环境恢复正常，抗生素的释放速度减慢，恢复到最初的状态。实现了ph-温度双响应协同释药，达到了快速消炎止痛的作用。本发明制备得到的ph-温度协同响应释药骨水泥与传统骨水泥相比，具有较好的力学性能，同时改善了传统骨水泥固化所带来的体积收缩问题，提高了生物相容性，在骨科疾病治疗领域有很大的潜在应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备载药碳纳米管，具体为：
步骤1.1，对商业单壁碳纳米管(swcnt)进行截短纯化，将单壁碳纳米管(swcnt)与混合酸液的混合，使其羧基活化，室温超声2～6h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥16～24h，得到羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)；
单壁碳纳米管与混合酸液的质量体积比为0.5～2.5g：10～30ml；
混合酸液由体积比为3：1的h2so4和hno3混合而成；
步骤1.2，将羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)与抗生素类药物溶于去离子水中，混合均匀，常温下搅拌2～6h，真空干燥16～24h，得到载药碳纳米管；
羧基化的单壁碳纳米管、药物与去离子水的质量体积比为0.5～2.5g：0.2～1g：10～30ml；
抗生素类药物为硫酸庆大霉素，盐酸万古霉素，硫酸妥布霉素、青霉素、红霉素、四环素、克林霉素中的任意一种；该载药碳纳米管载药率为40％～50％；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球，具体为：
步骤2.1，将nvcl和mpa加入乙醇中，通入氮气10～50分钟，除去氧气，然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在氮气气氛下进行聚合反应，之后将产物在乙醚中沉淀，冷冻干燥12～20h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相(pnvcl-cooh)；
nvcl、mpa、aibn与乙醇的质量体积比为0.5～2.5g：0.003～0.015g：0.005～0.025g：60～100ml；
聚合温度为70～90℃，聚合反应时间为8～12h；
步骤2.2，将羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相与抗生素类药物溶于去离子水中，搅拌2～6h，真空干燥16～24h，得到载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相、抗生素类药物与去离子水的质量体积比为0.5～2.5g：0.15～0.75g：5～25ml；
抗生素类药物为硫酸庆大霉素，盐酸万古霉素，硫酸妥布霉素、青霉素、红霉素、四环素、克林霉素中的任意一种；该载药水凝胶微球载药率为15％～30％；
步骤3，制备包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
具体为：将步骤1中制得的载药碳纳米管与步骤2制得的载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球，以质量比为0.25：0.25进行混合，球磨4h，使其充分混合，得到包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
步骤4，将磷酸钙基骨水泥固相粉与包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶前驱体粉以质量比为0.81～0.97：0.03～0.19进行混合，混合均匀后，加入固化液，搅拌12～20min，固化12～36h，得到ph-温度协同响应释药骨水泥；
固化液为水、模拟体液、血清中的任意一种；
磷酸钙基骨水泥固相粉和固化液的固液比为1g：0.5～2.5ml。
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，首先通过对单壁碳纳米管进行纯化使其表面具有-cooh，通过浸渍在碳纳米管表面载入抗生素类药物，其次，对聚(n-异丙基丙烯酰胺)进行羧基活化通过离子反应载入抗生素类药物；进一步将载药碳纳米管和载药水凝胶进行凝胶化反应，制备可得双刺激载药水凝胶微球；最后将双响应水凝胶微球与磷酸钙基骨水泥固相混合得到ph-温度协同响应释药骨水泥。这种智能化控释抗生素膨胀磷酸钙骨水泥，解决了目前含抗生素骨水泥药物释放不可控的问题，改善了传统骨水泥体积收缩的问题，并且提高了药物释放率和骨水泥的生物活性，在骨科疾病治疗领域有很大的潜在应用价值。
其优点在于：①碳纳米管和水凝胶的双载药，提高了磷酸钙骨水泥的载药率；②碳纳米管释药实现ph刺激释药，聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球实现温敏释药；③碳纳米管改善了水凝胶支架的力学性能，水凝胶微球提高了骨水泥的生物活性；④水凝胶微球的存在改善了骨水泥固化时的体积收缩；⑤解决药物突释现象，实现多次循环释药。
实施例1
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备载药碳纳米管；
步骤1.1，称取0.5g单壁碳纳米管与10ml酸液h2so4/hno3(98％浓硫酸和68％浓硝酸的混合酸，其体积比为3：1)混合，使其羧基活化，室温超声2h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥16h，制得羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)；
步骤1.2，称取0.5g羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)与0.2g盐酸万古霉素溶于10ml去离子水，两者混合，常温下搅拌2h，真空干燥16h，得载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤2.1，分别称取0.5g的nvcl、0.003g的mpa和0.005gaibn，将nvcl和mpa加入60ml乙醇中，通入氮气10分钟，除去氧气。然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在聚合温度为70℃的氮气气氛下聚合8h，样品在乙醚中沉淀，然后冷冻干燥12h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相(pnvcl-cooh)；
步骤2.2；取0.5g羧基化后的水凝胶固相粉与0.15g盐酸万古霉素溶于5ml去离子水中，混合搅拌2h，真空干燥16h，制得载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，制备双响应(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
取0.25g载药碳纳米管与0.25g载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球混合，球磨4h，使其充分混合，制得包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
步骤4，称取0.97g磷酸钙基骨水泥固相粉与0.03g包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶前驱体粉混合，混合均匀后，加入0.5ml水，搅拌12min，固化为12h，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
实施例2
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备载药碳纳米管；
步骤1.1，称取1g单壁碳纳米管与15ml酸液h2so4/hno3(98％浓硫酸和68％浓硝酸的混合酸其体积比为3：1)混合，使其羧基活化，室温超声3h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥18h，制得羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)；
步骤1.2，称取1g羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)与0.4g盐酸万古霉素溶于15ml去离子水，两者混合常温下搅拌4h，真空干燥18h，得载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤2.1，分别称取1g的nvcl、0.006g的mpa和0.010gaibn，将称得的nvcl和mpa加入70ml乙醇中，通入氮气20分钟，除去氧气。然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在聚合温度为75℃的氮气气氛下聚合9h，样品在乙醚中沉淀，然后冷冻干燥14h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相(pnvcl-cooh)；
步骤2.2，将1g羧基化后的水凝胶固相粉与0.3g盐酸万古霉素溶于10ml去离子水中，混合搅拌3h，真空干燥18h，制得载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，制备双响应(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
将0.25g载药碳纳米管与0.25g载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球混合，球磨4h，使其充分混合，制得包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
步骤4，称取0.93g磷酸钙基骨水泥固相粉与0.07g包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶前驱体粉混合，混合均匀后，加入1ml模拟体液，搅拌14min，固化18h，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
实施例3
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备载药碳纳米管；
步骤1.1，称取1.5g单壁碳纳米管与20ml酸液h2so4/hno3(98％浓硫酸和68％浓硝酸的混合酸其体积比为3:1)混合，使其羧基活化，室温超声4h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥20h，制得羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)；
步骤1.2，称取1.5g羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)与0.6g盐酸万古霉素溶于20ml去离子水，两者混合常温下搅拌4h，真空干燥20h，得载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球：
步骤2.1，分别称取1.5g的nvcl、0.009g的mpa和0.015gaibn，将称得的nvcl和mpa加入80ml乙醇中，通入氮气30分钟，除去氧气。然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在聚合温度为80℃的氮气气氛下聚合10h，样品在乙醚中沉淀，然后冷冻干燥16h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相(pnvcl-cooh)。
步骤2.2，取1.5g羧基化后的水凝胶固相粉与0.45g盐酸万古霉素溶于15ml去离子水中，混合搅拌4h，真空干燥20h，制得载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，取0.25g步骤2中制得的载药碳纳米管与0.25g步骤3制得的载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球混合，球磨4h，使其充分混合，制得包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
步骤4，称取0.89g磷酸钙基骨水泥固相粉与0.11g包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶前驱体粉混合，混合均匀后，加入1.5ml血清，搅拌16min，固化24h，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
实施例4
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备载药碳纳米管；
步骤1.1，称取2g单壁碳纳米管与25ml酸液h2so4/hno3(98％浓硫酸和68％浓硝酸的混合酸其体积比为3:1)混合，使其羧基活化，室温超声5h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥22h，制得羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)；
步骤1.2，称取2g羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)与0.8g盐酸万古霉素溶于25ml去离子水，两者混合常温下搅拌5h，真空干燥22h，得载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤2.1，分别称取2.0g的nvcl、0.012g的mpa和0.020gaibn，将称得的nvcl和mpa加入90ml乙醇中，通入氮气40分钟，除去氧气。然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在聚合温度为85℃的氮气气氛下聚合11h，样品在乙醚中沉淀，然后冷冻干燥18h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相(pnvcl-cooh)。
步骤2.2，取2g羧基化后的水凝胶固相粉与0.60g盐酸万古霉素溶于20ml去离子水中，混合搅拌5h，真空干燥22h，制得载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，制备双响应(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
取步骤2中制得的载药碳纳米管0.25g与步骤3制得的载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球0.25g混合，球磨4h，使其充分混合，制得包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
步骤4，称取0.85g磷酸钙基骨水泥固相粉与0.15g包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶前驱体粉混合，混合均匀后，加入2ml水，搅拌18min，固化30h，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
实施例5
本发明一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备载药碳纳米管；
步骤1.1，称取2.5g单壁碳纳米管与30ml酸液h2so4/hno3(98％浓硫酸和68％浓硝酸的混合酸其体积比为3:1)混合，使其羧基活化，室温超声6h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥24h，制得羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)；
步骤1.2，称取2.5g羧基化的单壁碳纳米管(swcnt-cooh)与1g盐酸万古霉素溶于30ml去离子水，两者混合常温下搅拌6h，真空干燥24h，得载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤2.1，分别称取2.5g的nvcl、0.015g的mpa和0.025gaibn，将称得的nvcl和mpa加入100ml乙醇中，通入氮气50分钟，除去氧气。然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在聚合温度为90℃的氮气气氛下聚合11h，样品在乙醚中沉淀，然后冷冻干燥20h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相(pnvcl-cooh)；
步骤2.2，取羧基化后的水凝胶固相粉2.5g与0.75g盐酸万古霉素溶于25ml去离子水中，混合搅拌6h，真空干燥24h，制得载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，取步骤2中制得的载药碳纳米管0.25g与步骤3制得的载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球0.25g混合，球磨4h，使其充分混合，制得包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球(ph-温度多响应水凝胶)前驱体粉；
步骤4，称取0.81g磷酸钙基骨水泥固相粉与0.19g包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶前驱体粉混合，混合均匀后，加入2.5ml模拟体液，搅拌20min，固化36h，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
本发明实施例1～5制备的ph-温度协同响应释药骨水泥与传统载药磷酸钙骨水泥(cpcs)的体积膨胀率，在不同ph下药物的释放率、不同温度下药物的释放率以及第一次与第二次的释放率如表1所示；
表1本发明释药骨水泥与cpcs的体积膨胀倍率比较
由表1可以看出，本发明制备的ph-温度协同响应释药骨水泥与传统载药cpc骨水泥相比，具有较好的体积膨胀率，这是由于可吸水膨胀微球在cpc骨水泥中构建了吸水网络结构，解决了传统载药cpc骨水泥的体积收缩问题，同时为进一步药物释放创造条件。
表2不同ph下本发明释药骨水泥与传统载药磷酸钙骨水泥的释药率
表3不同温度下本发明与传统载药磷酸钙骨水泥的释药率
由表2可以看出，与传统载药cpc骨水泥相比，本发明制备的双刺激响应释药磷酸钙骨水泥在中性环境下，即正常体液环境下，药物释放率较低，并且在ph＝5.5时即在病灶微环境下药物的释放率得到了明显提高。同时，由表3可以看出，在人体正常温度下本发明制备的磷酸钙骨水泥与传统载药磷酸钙骨水泥释药率都较低，并且本发明制得的骨水泥释药率更低，当炎症区域温度升高时，本发明所制得的骨水泥因水凝胶微球具有温度响应而使药物加速释放，显著提高了药物释放率。综上所述，证明了本发明制得的双刺激响应释药骨水泥显示出优异的温敏响应和ph响应性药物控释能力，解决了传统骨水泥药物释放不可控问题，在骨科疾病临床医学上具有较好的应用价值。
表4本发明骨水泥与传统载药磷酸钙骨水泥的两次释放率
由表4可以看出，本发明制备的ph-温度协同响应释药骨水泥在体内炎症区域温度升高和酸性条件下可以自主释药，并且至少能在两次微环境发生变化下进行药物的可控释放，药物的释放率会随着响应次数的增多而降低，显而易见，本发明制备的ph-温度协同响应释药骨水泥的药物释放率较传统磷酸钙骨水泥明显提高，且释放周期延长，实现了临床医学中按需给药并长期给药的需求。
1.一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，利用单壁碳纳米管制备载药碳纳米管；
步骤2，制备载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
步骤3，将步骤1中制得的载药碳纳米管与步骤2制得的载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球进行混合，球磨，使其充分混合，得到包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球前驱体粉；
步骤4，将磷酸钙基骨水泥固相粉与包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球前驱体粉进行混合，混合均匀后，加入固化液，搅拌，固化，得到ph-温度协同响应释药骨水泥。
2.根据权利要求1所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：
步骤1.1，将单壁碳纳米管与混合酸液的混合，使其羧基活化，室温超声2～6h，加去离子水稀释，抽滤，用去离子水洗涤至中性，常温下真空干燥16～24h，得到羧基化的单壁碳纳米管；
步骤1.2，将羧基化的单壁碳纳米管与抗生素类药物溶于去离子水中，混合均匀，常温下搅拌2～6h，真空干燥16～24h，得到载药碳纳米管；羧基化的单壁碳纳米管、药物与去离子水的质量体积比为0.5～2.5g：0.2～1g：10～30ml。
3.根据权利要求1所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，具体为：
步骤2.1，将nvcl和mpa加入乙醇中，通入氮气10～50分钟，除去氧气，然后，将引发剂aibn加入到反应混合物中，在氮气气氛下进行聚合反应，之后将产物在乙醚中沉淀，冷冻干燥12～20h，得羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相；
nvcl、mpa、aibn与乙醇的质量体积比为0.5～2.5g：0.003～0.015g：0.005～0.025g：60～100ml；
聚合温度为70～90℃，聚合反应时间为8～12h；
步骤2.2，将羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相与抗生素类药物溶于去离子水中，搅拌2～6h，真空干燥16～24h，得到载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球；
羧基化的聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶固相、抗生素类药物与去离子水的质量体积比为0.5～2.5g：0.15～0.75g：5～25ml。
4.根据权利要求2或者3所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述抗生素类药物为硫酸庆大霉素，盐酸万古霉素，硫酸妥布霉素、青霉素、红霉素、四环素、克林霉素中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，载药碳纳米管与载药聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球的质量比为0.25：0.25；球磨时间为4h。
6.根据权利要求1所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，磷酸钙基骨水泥固相粉与包覆载药碳纳米管的双响应水凝胶微球前驱体粉的质量比为0.81～0.97：0.03～0.19。
7.根据权利要求1所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，搅拌时间12～20min，固化时间为12～36h。
8.根据权利要求1所述的一种ph-温度协同响应释药骨水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，固化液为水、模拟体液、血清中的任意一种。
技术总结