[發明專利]一種生物活性可降解羥基磷灰石人工骨及其制備方法

無效

• 申請號: 200710031017.3
• 申請日: 2007-10-23
• 公開（公告）號: CN101417148A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 蒲勤;李毅;孫家駒;郭希民;筴文奎
• 申請（專利權）人: 北京天九藥業有限公司
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于醫用生物材料技術領域，尤其是涉及一種生物活性可降解羥基磷灰石人工骨及其制備方法。

背景技術：

骨缺損的病人在骨科患者中占有很高的比例，這類病人無法通過肌體自身恢復機制修復缺損，因此必須進行骨移植治療。目前，主要應用于臨床骨缺損修復的方法有自體骨移植和異體骨移植，但自體骨移植存在材料來源有限、供骨部位的損傷以及塑形困難等問題；異體骨移植也有潛在的疾病傳播隱患以及移植排斥反應等嚴重后果，因此無論自體骨移植還是異體骨移植均無法完全滿足需求，而移植材料的嚴重短缺則成為困擾了骨科醫生和患者幾十年的難題，臨床迫切呼喚一種安全、高效、廉價、來源充足且便于操作和保存的骨移植替代物的出現。

理想的骨移植替代物，需要同時具備骨傳導和骨誘導活性。珊瑚和由珊瑚衍生而成的羥基磷灰石材料擁有與人體骨相似的孔隙結構，作為支架材料被廣泛用于骨缺損的填充，因其具有良好三維立體結構和生物力學性能，因此表現出優秀的骨傳導活性，但新生骨的誘導能力不足，成骨過程緩慢，尤其對于大截段骨缺損和大面積骨缺損無法取得滿意的療效。另外，珊瑚主要成分CaCO₃，植入體內很快被降解，不足以維持整個成骨過程，而羥基磷灰石在體內降解速度極慢，影響自身組織的替代；骨形成蛋白-2是肌體內擁有最強誘導骨形成能力的細胞因子之一，骨形成蛋白-2的使用可以加速骨折愈合和新骨形成過程，但骨形成蛋白-2做為小分子蛋白質，缺乏穩定的力學結構，容易擴散，不能夠在需要成骨的區域內持續發揮骨誘導作用，因此細胞因子雖然擁有良好的誘骨活性，單獨使用卻仍無法在骨缺損的修復過程中發揮明顯效果。因此，對于組織工程人工骨而言，單一要素的使用已很難滿足臨床上對骨移植替代物的需求，目前研究和應用已逐步轉向了多要素的復合使用，以構建更有效更合理的人工骨。

發明內容：

本發明的目的在于針對現有技術的不足，而提供一種復合人骨形成蛋白-2成熟肽的生物活性可降解羥基磷灰石人工骨及其制備方法。

本發明的目的通過下述方法得以實現：

一種生物活性可降解羥基磷灰石人工骨，該人工骨由以下組成成分組成：支架材料、誘骨活性細胞因子、緩釋劑，其中所述的支架材料為可降解羥基磷灰石；所述的誘骨活性細胞因子為重組人骨形成蛋白-2成熟肽，所述的緩釋劑包含膠原、纖聯蛋白、透明質酸、殼聚糖、幾丁質、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者多種。

所述的誘骨活性因子的濃度為0.5～5mg/cm³。

所述的緩釋劑的濃度為0.1～0.5％。

一種生物活性可降解羥基磷灰石人工骨的制備方法，由以下步驟組成：

(1)、熱液不完全交換法制備可降解羥基磷灰石的制備

熱液不完全交換法制備可降解羥基磷灰石取珊瑚進行切割打磨，制備成所需尺寸、形狀，先用超聲清洗，后用流水沖洗，清洗干凈后，放入烘箱在50℃～100℃下干燥3～4h，然后與(NH₄)₂HPO₄放入高壓反應釜，反應12小時，之后用去離子水煮沸4小時，每半小時換去離子水一次，去除無機離子，再用γ射線照射消毒，最后干燥分裝西林瓶；

(2)、重組人骨形成蛋白-2成熟肽與緩釋劑復合配制

大腸桿菌表達系統生產的重組人骨形成蛋白-2成熟肽純化復性后定量，配制成終濃度3～5mg/ml溶液，向其中加入0.1％～0.5％緩釋劑，低溫下低速攪拌至完全溶解，溶液靜置至室溫后，以0.22μm濾膜將溶液進行過濾，消毒容器收集，成為重組人骨形成蛋白-2成熟肽與緩釋劑的均勻溶液；

(3)、復合人骨形成蛋白-2成熟肽與可降解羥基磷灰石復合：

根據可降解羥基磷灰石材料大小按照1～5mg/cm³加入重組人骨形成蛋白-2成熟肽與緩釋劑的混合液，低溫負壓使重組人骨形成蛋白-2成熟肽與緩釋劑的混合液充分進入可降解羥基磷灰石孔隙內，-30℃以下抽真空冷凍干燥，密封，-20℃長期保存。

所述的步驟(1)中珊瑚與(NH4)2HPO4的比例為95％～75％：5％～25％。

所述的步驟(1)中反應釜的溫度為270℃～280℃，壓力為4～9MPa，制得的可降解羥基磷灰石空隙率為35％～45％，孔徑為80～200nm。

所述的步驟(2)中低溫溫度為2℃～6℃，低速攪拌轉速為50～150轉/min。