[發明專利]一種可控血管化人工骨移植物

有效

• 申請號: 201110262436.4
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102415922A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 王林;馮亞非;李祥;雷偉;張揚;張智勇;馬真勝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫大學
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;A61L27/18;A61L27/06;A61L27/56;A61L27/58
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于生物醫學工程領域，具體涉及一種“軟組織窗”式可控血管化人工骨移植物，主要用于控制人工骨移植物修復骨缺損時血管化的程度，保證人工骨移植物活性，促進骨缺損修復效果。

背景技術

骨缺損是骨科臨床中的常見疾病，目前臨床上主要采用骨移植術治療骨缺損，促進骨折愈合。采用自體骨移植修復骨缺損，至今仍是骨移植的“金標準”。但是，自體骨的骨量有限，且取骨手術增加了患者的創傷和痛苦、延長了手術時間，存在供區感染、出血、疼痛等并發癥。同種異體骨、異種骨等骨移植替代物雖能避免二次手術，但骨修復效果欠佳，且存在免疫排斥及傳染疾病的風險。

組織工程概念的提出和骨組織工程技術的發展為骨缺損的臨床治療提供了一種新選擇。利用組織工程技術構建骨組織的基本方法，是將成骨性種子細胞與各種支架材料組成人工骨移植物修復骨缺損。它的成骨性能與自體骨接近，兼具骨傳導性、骨誘導性和骨生成性，同時不受骨量的限制，無供區并發癥和免疫排斥反應及傳播疾病的危險，是一種非常理想的骨移植物。然而，盡管在實驗室中已能達到滿意的人工骨構建效果，但在體外成活良好的人工骨移植物植入體內后無法及時獲得充分的營養支持，細胞大量死亡，難以發揮成骨活性，因此迄今為止仍未在臨床實際中得到普遍應用，其主要原因在于：

(1)骨移植物血管化不足：良好的血管長入能夠保證移植細胞足夠的營養供應，及時清除細胞代謝產物，為細胞提供良好的新陳代謝環境。若植入的骨替代物在體內血管化程度不足，無法為支架內部提供充足的血供，會導致支架內的骨種子細胞因缺乏養分而迅速死亡，嚴重降低了人工骨的骨誘導性和骨生成性。

(2)骨移植物局部過度血管化：有研究表明，移植物植入體內后在移植物與宿主組織界面(尤其是軟組織界面)局部存在過度血管化導致的炎癥及纖維化問題。由于所形成的纖維結締組織生長速度遠遠快于新生骨長入速度，在移植物表面形成纖維化阻隔，導致新生血管難以長入人工骨移植物內部，移植細胞因營養缺乏死亡，使修復歸于失敗。

因此，如何實現人工骨替代物體內移植后血管化的可控性，既能夠保證移植物整體快速、充分血管化的同時，又可以避免局部過度血管纖維化，成為其臨床應用亟需解決的問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，構建一種可控血管化人工骨移植物，以實現移植后的可控血管化，有效提高臨床療效，為移植細胞提供良好的營養供應及新陳代謝環境，同時避免移植物局部過度血管纖維化，促進人工骨移植后的成骨活性，促進組織工程化人工骨移植物的廣泛臨床應用。

為實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種可控血管化人工骨移植物，其特征在于，該可控血管化人工骨移植物由軟組織窗、軟組織窗錨座和細胞-支架復合體相互配合成為一體，其中，軟組織窗和軟組織窗錨座的材質為醫用可吸收材料，細胞-支架復合體的材質為醫用合金；

所述的軟組織窗的形狀是圓形薄片，圓形薄片中央帶有圓形可調通孔；所述的軟組織窗錨座的形狀是環形套筒，軟組織窗鑲嵌于軟組織窗錨座上；所述的細胞-支架復合體為多孔圓柱狀，細胞-支架復合體內有均勻分布的成骨細胞，細胞密度為4×10⁴/mm²，細胞-支架復合體和軟組織窗錨座套接在一起，且細胞-支架復合體和軟組織窗之間形成間隙。

本發明的可控血管化人工骨移植物，其創新點在于：

1、可直接移植入骨缺損部位進行缺損修復，通過調整軟組織窗孔徑的大小，控制人工骨移植物與宿主軟組織的接觸面積，保證適量的軟組織長入，進而實現移植物血管化的可控性，利于實現移植物整體快速、充分血管化。

2、軟組織窗的設置避免了細胞-支架復合體大面積接觸軟組織，控制支架表面的血管化進程，從而防止移植物局部過度血管纖維化，保障及促進人工骨移植后的成骨活性。

3、細胞-支架復合體的支架為鈦合金(材質為Ti-6Al-4V)，采用電子束熔化成形(EBM)技術制造，具有可控的內部交聯多孔結構和良好的生物活性，利于新生血管的長入及支架內新生血管網的形成；采用灌注式生物反應器及動態細胞接種-培養技術復合成骨細胞，細胞密度達到4×10⁴/mm²，細胞在支架內均勻分布，利于新生骨形成及骨缺損修復。

4、軟組織窗錨座及軟組織窗均為醫用可吸收材料制造，在體內無毒副作用而且生物相容性好，植入體內后可緩慢降解吸收，避免二次手術的風險。

附圖說明