[發明專利]人體骨組織生物工程支架制品及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 01113076.8
• 申請日: 2001-06-05
• 公開（公告）號: CN1389184A
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發明（設計）人: 周來生
• 申請（專利權）人: 上海來生生物技術有限公司
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;A61L27/50
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 黃革生

發明領域

本發明涉及一種作為人體骨組織生物工程支架制品的復合材料制品，更具體地說涉及作為具有人體骨組織再生誘導活性的人體骨組織生物工程支架制品的新型醫學微顆粒復合材料制品，及其制備方法和在骨組織生物工程中的用途。

發明背景

人體骨組織生物工程學是以可被吸收的生物材料作為支架制品引導自體骨再生的過程。生物材料支架制品的理化特性及其三維架構是直接影響骨組織再生的關鍵。基于生物材料分子相容學的標準，用于人體移植裝置或生物組織工程支架制品的材料不僅須具有安全性，還須同時具有在細胞及分子水平上誘導人體相關組織再生并重建相關生理機能的生物活性(Chou等，J?Cell?Sci.1995?108：1563-1573；Chou等，J?Biomed?Mater?Res.1996，31：209-217；Chou等，J?Biomed?MaterRes.1998?39：437-445)。

現有技術中，支架制品材料組合的選擇多為天然膠原，磷酸鈣，或有機聚合物。天然膠原(Pachence和Kohn，Biodegradable?pilymersfor?tissue?engineering?in?Principles?in?Tissue?Engineering，1997，p273-293)具有成本高，物理性能差、易傳播病菌及誘導人體自身超敏反應的潛在缺點。磷酸鈣(Kukubo等，J?Mater?Science?198520：2001-2004；Feinberg等，Shanghai?Journal?of?Stomatology?20009：34-38；88-93)具有伸縮性差的缺點，且不具有誘導人體骨組織再生的生物活性(Chou等，Biomaterials?1999?20：977-985)。有機聚合物聚乳酸(簡稱PLA)、聚羥基乙酸(簡稱PGA)或PLA與PGA復合物(簡稱PLGA)(Hubel，Bio/Technology?1995?13(6)：565-576；Thomson等，Polymer?scaffold?processing?in?Principles?in?Tissue?Engineering1997?p273-293；Cao等，Plast?Reconstr?Surg.1997?100：297-304；Minuth等Cell?Tissue?Research，1998?291(1)：1-11；翁雨來等，上海口腔醫學2000年6月，第9卷第2期，94-96頁)亦具有多項缺點：聚合物降解過程中游離出的酸性降解物能引起人體組織的炎性反應和異物反應而影響骨組織再生，同時，此類聚合物不具有誘導人體骨組織再生的生物活性?，F有技術中，亦有將某些生物活性蛋白如細胞結合蛋白或骨誘導蛋白等嫁接到非活性的聚合物支架制品上的嘗試(Barrea等，Macromolecules?1995?28：425-432；Ugo?and?Reddi，Tissue?engineering，morphogenesis，and?regeneration?of?theperiodontal?tissue?by?bone?morphogenetic?proteins?1997)，但其高成本、嫁接蛋白的不穩定性和分布不均勻性、以及支架制品產品不宜消毒等多項缺點使其難以在臨床實施。美國專利5977204公開了一種以有機聚合物與生物玻璃合成的復合材料支架制品，其中的生物玻璃材料最先公開于美國專利4103002，其硅鈣磷組合的特性是加強材料與人體骨組織的吻合，而非旨在誘導骨組織的再生。實際上，美國專利5977204和4103002中均未明確設定硅的骨誘導活性，又沒有明確設定鈣和磷的協同誘導作用，而且，此兩專利中的材料均含有鈉。事實上鈉對骨的生成不具有任何誘導作用。因此，根據生物材料分子相容學的標準，美國專利5977204要求保護的支架制品材料組合不具備明顯地誘導骨再生的生物活性。另外，此專利公開的以有機溶劑制作此復合材料支架制品的過程會給人體帶來潛在的細胞毒性。美國專利6051247公開了一種美國專利4103002的生物玻璃與多聚糖(如葡聚糖)的復合材料用以人體骨缺損的修復，但是此類復合材料僅用于制成糊劑或油灰狀，不適用于制作具有精密三維結構和一定承壓性能的醫學生物組織工程支架制品。另外，此復合材料的生物玻璃組合亦不具備骨再生誘導作用。上述美國專利5977204，4103002和6051247中采用之生物玻璃顆粒直徑均大于70微米，如此大直徑的顆粒會明顯影響復合材料的物理性能，并使支架制品復合材料降解過程中無機元素釋放的不均勻。美國專利4192021和5017627公開了一種以有機聚合物與磷酸鈣組成的復合材料作為骨修復的支架制品材料，但此類復合材料不具有骨誘導性能，而且其支架制品結構設定的微孔率和孔徑不足以形成骨細胞的植入和再生。美國專利5552454公開了一種以磷酸鈣涂層于有機聚合物顆粒外的復合材料，此類設計既不具備骨誘導作用，又不具備醫學生物工程支架制品特定三維結構的精密設計與實施。