[發(fā)明專利]墨魚骨轉化系列多孔復相生物陶瓷及其制備方法、應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110201175.5
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102764450A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 李亞屏;湯亭亭;李星;彭兆祥;熊漢峰;李桑;李振波
• 申請（專利權）人: 李亞屏
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/56;C04B35/622
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)用材料生產技術領域，特別涉及一種墨魚骨轉化系列多孔復相生物陶瓷及其制備方法、應用。

背景技術

由于意外事故、骨病、戰(zhàn)爭或矯形手術所致的骨缺損需要進行骨移植。國內每年需骨移植的病人逾三百萬。自體骨移植是治療骨缺損的金標準，但自體骨來源有限，給患者增加了新的創(chuàng)傷，并且取骨區(qū)會有一定的并發(fā)癥。目前替代自體骨移植的材料主要是同種異體骨和人工骨替代材料。同種異體骨雖然具有成骨傳導作用，但存在免疫原性并可能傳播病原體，或引發(fā)一些社會倫理問題。

有機物是材料免疫原性的物質基礎，為了克服自體骨、同種異體骨移植存在的缺陷，開發(fā)跟人體自然骨礦成分類似的骨移植替代無機材料是一種選擇。人體骨骼的主要的無機成分是鈣磷陶瓷，另外包含6~8%的碳酸鈣。人體骨骼自然鈣磷陶瓷包括羥基磷灰石(HAP)、碳酸羥基磷灰石(COHAP)

、無水磷酸氫鈣(DCPA)、磷酸氫鈣(DCP)、磷酸二氫鈣（MCP.H2O）、磷酸三鈣（TCP）、磷酸八鈣（OCP）等。

目前臨床應用的鈣磷替代材料主要由類似人骨骨礦成分的鈣磷成分構成，可被分為?羥基磷灰石、磷酸三鈣?及鈣磷復合移植物，都具有骨傳導性，被應用于替代植骨及作為骨組織工程支架，是骨移植替代材料的研究和實踐之重點。羥基磷灰石是生物活性磷酸鈣陶瓷的一種，是目前研究最多的一種重要人工生物材料，新骨可以從HAP植入體與原骨結合處沿著植入體表面和內部貫通性孔隙攀附生長，能與組織在界面上形成化學鍵性結合。然而，HAP具有人自然骨類似的晶相，與骨組織趨向化學和生物學平衡，在體內似乎是過于穩(wěn)定而降解過緩。TCP有HAP不能企及的生物活性，但在體內降解過快而不利于新骨形成。二水磷酸氫鈣(DCP)、無水磷酸氫鈣(DCPA)?、磷酸二氫鈣(MCP.H2O)及磷酸八鈣(OCP)均為偏酸性磷酸鹽，是羥基磷灰石的前驅體，具有比羥基磷灰石好的生物降解、溶解能力，具有良好的骨傳導性和生物活性，通常可用作骨缺損的充填材料，為新骨的形成提供支架。碳酸羥基磷酸鈣有良好的生物活性，可能與部分羥基位為碳酸根而改變了其物性（酸堿性、降解性、溶解性）有關。目前西方常用的13個鈣磷骨替代材料有7個是鈣磷復合陶瓷或水泥，它們是：

BoneSave?80%?TCP/20%?HA?

BoneSource??TTCP/DCP?

Calcibon??62.5%?a-TCP/26.8%?DCPA/8.9%?CaCO3/1.8%?

Camceram??60%?HA/40%?b-TCP?

ChronOS???73%?b-TCP/21%?MCP.H2O/5%?MHPT

HydroSet???TTCP/DCP/TSC?

Norian?SRS??a-TCP/CaCO3/MCP.H2O。

這些鈣磷復合移植物無不是由人體骨礦無機成分構成等構成，復合材料優(yōu)勢在于可取得酸堿及溶解、降解等物性的平衡，甚至可使材料層級溶解降解，從而更好地滿足骨移植替代材料的要求。但這些鈣磷復合移植物均為合成物，難以具備良好的孔隙率、理想的孔徑及高的通孔率的支架。為了取得更好的骨傳導特性，骨移植替代物必須具備多孔結構，適當?shù)目讖郊案呖紫堵省Ｆ渲校⒖椎某叽缭?50-500?μm時有利于新骨長入。?另外，互通的孔有利于新骨長入。多孔支架制備是目前材料科學和技術的緊迫挑戰(zhàn)。

墨魚骨(Cuttlebone)是海洋生物墨魚?的舟狀脊骨。中醫(yī)又名海螵蛸,?祖國醫(yī)學中有收斂止血、制酸止帶等功效。主要化學成份為碳酸鈣，還有少許鈣磷成分，可謂墨魚骨自組裝生物陶瓷，具有與其海洋漂浮習性相適應的精妙的三維互通網(wǎng)孔結構（網(wǎng)孔結構通道內氣液比例的自如調控決定墨魚的沉浮），這種自組裝的生物陶瓷可達到同樣孔隙率相同成分合成材料3000倍的力學強度，能滿足墨魚支撐自身身體及還海洋浮游的需要。另外墨魚骨資源極為豐富，取材方便，容易切割預制成形。