[發明專利]成骨假體、相關器械和相關方法

有效

• 申請號: 200810210354.3
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101332135A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: R·V·岡拉帕利;D·R·小卡塞爾;B·A·施尼德斯;D·R·埃加;K·帕蒂爾
• 申請（專利權）人: 德普伊產品公司
• 主分類號: A61F2/46
• 分類號: A61F2/46;A61F2/28;A61L27/42;A61L17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬

技術領域

本發明一般涉及醫學裝置植入物領域，并且更具體地涉及與生物因子一同 使用的植入物。

背景技術

遭受由于骨關節炎和風濕性關節炎引起的疼痛和停滯的病人具有關節置換 術的選擇權。當沒有另外的可能來實現時，關節置換術相當普通并且能夠使許 多人正常地活動。人造關節通常包含緊固到現有的骨上的金屬、陶瓷和/或塑料 元件。

這種關節置換術另外以關節造形術為大家所知。關節造形術是眾所周知的 外科手術，其通過用假體關節來置換患病的和/或損壞的關節。在典型的整個關 節造形術中，切除鄰接關節骨的末端或遠端或上部分或移除骨的遠端部分和/或 上部分并將人造關節緊固其中。

眾所周知存在許多用于制造諸如骨假體的可植入物品的設計和方法。這種 骨假體包括諸如肘、髖、膝蓋和肩的人工關節的元件。

骨移植廣泛地運用于治療骨折、骨不連并引導關節。取自植入者體內一個 部位并移植到植入者體內另一部位中的自體松質骨，是當前最有效的植骨。自 體松質骨提供支架以支持骨愈合反應的分布以及形成新的軟骨或骨的祖細胞。

因此，替代自體移植物已經有所發展。已經研究和發展了幾種純化或人造 的材料，包括陶瓷、生物高聚物、處理的同種異體植入物骨以及膠原基質來作 為自體移植物的替代物。美國食品及藥品管理局(FDA)批準了用在包含骨缺 損中的多孔珊瑚合成羥基磷灰石陶瓷。同樣批準了用在劇烈長骨骨折中的純化 的膠原/陶瓷合成材料。合成移植材料還已經被用來作為祖細胞的載體。當上述 的合成材料被植入到骨骼缺損中時，祖細胞分化為骨骼組織。

在一些實例中，合成植入物通過在從骨髓吸出物中獲得的具有相似或較小 容量的細胞懸浮液中結合合成移植材料來制造。患者間存在于1ml骨髓中的祖 細胞的數量相差較大，從100個細胞到20,000個細胞。這代表了在骨髓吸出物 中大約有20,000分之一至40,000分之一的有核細胞的意思。例如，髂嵴骨髓趨 向于具有比長骨骨髓中發現的要高的濃縮祖細胞。

間充質干細胞或人骨髓基質干細胞被定義為具有產生軟骨、骨、肌肉、腱、 韌帶和脂肪能力的多能干細胞。這些原始祖細胞從生后存在并且展示出干細胞 的特性，也就是低的發病率以及廣泛的更新潛力。這些特性與它們發展的可塑 性結合已經產生興趣于用間充質干細胞治愈或修復損壞組織的潛在應用。大體 上可培養間充質干細胞以發展它們的數量，然后移植到受傷的部位或播種在成 形的假體支架中/上之后產生細胞濃縮組織構造。

從而，可選的用于骨骼修復的方法是選擇、發展以及調整骨祖細胞與傳導 或誘導支架結合以支持并引導和骨生長因子的明智選擇相結合的再生。

人骨髓骨祖細胞可以采用諸如來自CD34+組分的STRO-1的篩選標記來隔 離和濃縮，并且這些細胞能容易地發展，顯示了它們骨髓再增殖的潛力。當前 的工作集中在隔離和發展充間質干細胞以及發展它們在各種組織工程應用中的 協議上。

雖然髂嵴是植骨最適宜的來源，其它的部位用于獲得植骨也是可能的。例 如骨骼中的大長骨，例如股骨和脛骨可以用來作為植骨的來源。

任何生物植骨的效力依靠其固有的特性和細胞要素，特別是能夠生長新骨 的干細胞子集。長期認為由于生骨細胞(一種幫助產生新骨的細胞)的存在骨 髓具有固有的生骨(骨生長)潛力。如果將其釋放到適當的基質中，這些細胞 已經顯示出在移植或植入部位對骨形成有充分的貢獻。

自體多孔骨的使用早已成為治療骨折缺陷的手段。作為選擇，已經發展了 合成的選項。合成選項包括幾種純化的天然膠原派生物、陶瓷以及聚合物材料。 更加成功的這些材料能夠把它們的成功歸因于化學和結構，因為它們都與天然 骨成分和結構的一些基本方面接近相似。膠原源性材料鑄造成型為提供結構支 撐以及豐富的骨的主要蛋白質成分的支架。磷酸鈣、羥基磷灰石和磷酸三鈣為 基礎的植骨提供生物層段基質和有利于骨祖細胞相互作用、增值和血管流量的 互連孔隙。則在結構上和在化學上這些合成材料已經證實成功的替代自體移植 物。