[發明專利]應用于軟硬組織修復與再生的生物醫學材料

有效

• 申請號: 201110369350.1
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102973982A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 蔡佩宜;溫奕泓;黃志杰;李佩珊;沈欣欣;林溢泓;呂居勛
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/10;A61L27/12;A61L27/18;A61L27/22;A61L27/24;A61L27/44;A61L27/50;A61K6/02;A61K6/033;A61K6/097
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

【技術領域】

本發明涉及一種生物醫學材料(biomedical?material)，特別是涉及一種長效釋放控制并可有效保護生物活性物質的生物醫學材料。

【背景技術】

目前，牙(骨)缺損修復醫材主要以Cotton-Gauze-based(第一代)及例如β-磷酸三鈣(β-TCP)、羥基磷灰石(hydroxyapatite)、生物活性玻璃(bioactive?glass)或膠原蛋白(collagen-based)等的第二代材料為主流，而現階段牙缺損修復產品的國際大廠(例如Nobel?Biocare、Straumann、Biomet?3i、Zimmer?Dental、Dentsply?Friadent)已進入第三代材料的研發，開發具有抗菌、抗發炎及活性治療(active?therapy)功能的產品，但上述產品仍會有填補物逆流及牙骨再生不良的情況發生，因此，如何有效包覆生物活性物質及包覆材料如何產生有效成骨細胞結合生成反應(osteoblast?migration?and?binding)是目前臨床治療上眾所期待解決的問題。

盡管目前已有開發生物醫學載體內包含生長因子(growth?factor，GF)的活性治療技術，例如：Medtronic?infuse；吸附rhBMP-2蛋白的第一型牛膠原蛋白載體(bovine?collagen?carrier)(包括海綿狀膠原蛋白(collagen?sponge)與顆粒狀膠原蛋白(collagen?particles))，但包覆效果不佳，臨床治療上無法確定海綿狀膠原蛋白實際吸附BMP-2(其價格非常昂貴：10μg/300US)的量，故實際使用量通常需高出理論用量，且海綿狀膠原蛋白吸附的BMP-2進入體內后極易在短時間內大量釋放，且保存期限(shelf?life)太短。此外，生長因子(GF)本身即是一種蛋白質，在酸、堿及有機溶劑的作用下皆易變性(denature)與降解(degradation)，在臨床使用上亦會快速流失。對此，許多市面上產品改以高濃度含量來避免流失，然而這種做法易造成諸多副作用。因此，開發一種適合且具生物相容性的包覆材料與傳輸材料是相當急迫的研究。

【發明內容】

本發明的一實施例，提供一種生物醫學材料，包括：生物相容性材料；以及分布于該生物相容性材料的表面的載體，其中該生物相容性材料與該載體兩者均不帶電荷、其中之一帶電荷或兩者均帶電荷但為相異電性，其中該載體與該生物相容性材料的重量比為1∶100,000～1∶100或1∶10,000～1∶1,000。本發明生物醫學材料可作為牙科、骨科、傷口愈合或醫學美容的用途及應用于各種軟硬組織的修復與再生。

本發明以不含電荷或含正/負電荷的納米載體(nanocarrier)作為包覆生物活性物質的材料，可通過調整載體本身的配方組成來提高生物活性物質的功效及包覆率，例如以磷脂酰膽堿(phosphatidylcholine，PC)/維生素作為載體材料時，可進一步提高人類骨形成蛋白(BMP-2)所產生堿性磷酸酶(alkaline?phosphatase，ALP)的活性。后續可利用正、負電荷吸引的方式，將載體吸附固定于生物醫學級材料(例如生物活性玻璃陶瓷(bioactive?glass?ceramic)、骨水泥(bone?cement)等)的表面及孔隙內，或可使用造粒或壓錠等方式，使至少一種不帶電荷的生物相容性材料與納米載體兩者相結合。本發明的生物醫學材料(本發明稱之為Agglomer)外層進一步包覆生物醫學級醫材原料(例如同時帶有正電荷與負電荷的多糖體(polysaccharide)、膠原蛋白)(此技術稱為層-層包覆(layer?by?layer?coating))，以達成長效釋放控制并可有效保護生物活性物質。本發明Agglomer的尺寸大小可通過上述作為核心結構的生物醫學級材料(例如生物活性玻璃陶瓷、骨水泥等)的大小加以控制，而Agglomer外層所包覆的厚度則可通過組裝層數與組裝條件加以控制。本發明生物醫學材料所形成的微粒(microsphere)在臨床上易操作使用，可作為廣效、即時性的骨再生填充修補物，彌補現階段的產品缺陷，有利于發展成新一代骨科(牙科)修復醫材產品。

本發明納米載體包覆技術，配合生物醫學材料(即Agglomer)的技術開發可達到骨傳導(osteoconduction)與骨誘發(osteoinduction)之間的整合，使骨生長獲得支撐，符合生物力學需求，并進一步達到長效釋放控制、準確定量生物活性物質濃度以及避免生物活性物質變性(denature)等功效。