[發(fā)明專利]一種促進(jìn)骨再生修復(fù)的高生物活性復(fù)合材料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310147594.4
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103263691A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茍中入;楊國敬;林冕;王俊誠;楊賢燕;陳曉怡;張雷;楊國利
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: A61L27/02
• 分類號: A61L27/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料，尤其是涉及一種促進(jìn)骨再生修復(fù)的高生物活性復(fù)合材料及制備方法。

背景技術(shù)

由于創(chuàng)傷、感染、腫瘤、骨質(zhì)疏松、骨壞死等原因造成的骨損傷，需要對缺損的部位進(jìn)行充填和修復(fù)，以恢復(fù)生物學(xué)功能。自體骨移植一直是骨移植的金標(biāo)準(zhǔn)，不僅能夠提供新骨生長的支架，而且含有大量具有活性的骨細(xì)胞能夠促進(jìn)骨生成和骨誘導(dǎo)(Cypher?TJ,?Grossman?JP.?J?Foot?Ankle?Surg.?1996;?35:?413)。但是在移植過程中臨床效果不能得到有效的保證(Sandhu?HS,?Grewal?HS.?Orthop?Clin?North?Am.?1999;?30:?685)。同時(shí)，可取自體骨的骨量極為有限，取骨后引起二次創(chuàng)傷、疼痛等并發(fā)癥，極大地制約了臨床的應(yīng)用。其次，同種異體骨、異種骨移植由于受到異體或者異種之間的免疫排斥反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，因此其應(yīng)用推廣也比較局限(Stevenson?S,?Horowitz?M.?J?Bone?Joint?Surg.?Am?vol.?1992;?74:?939;?Asselmeier?MA,?et?al.?Am?J?Sport?Med.?1993;?21:?170)。

隨著生物材料科學(xué)的發(fā)展，人工骨材料制品已經(jīng)越來越多的應(yīng)用在人體各部位骨損傷的臨床修復(fù)領(lǐng)域。常見的人工骨材料有羥基磷灰石陶瓷、β-磷酸三鈣陶瓷、生物活性玻璃顆粒材料以及磷酸鈣、熟石膏的自固化材料或幾種材料的復(fù)合(Van?der?Stok?J,?et?al,?Acta?Biomater.?2011;?7:?739)。其中，石膏在骨齒科臨床上的應(yīng)用已經(jīng)有100多年的悠久歷史。1892年德國人Dreesman將其充填與空腔性骨缺損(Dreesman?H.?Beitr?Klin?Chir.?1892;?804)。石膏分為生石膏(即二水硫酸鈣)和熟石膏(即半水硫酸鈣)，后者的粉體遇水會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)并快速轉(zhuǎn)化為二水硫酸鈣，在適當(dāng)固液比條件下還可以自發(fā)固化形成堅(jiān)固的塊體或大顆粒材料。熟石膏存在α、β兩種晶型。α-熟石膏往往需要較為苛刻的條件方可合成，β-熟石膏則將二水硫酸鈣簡單的120~160^oC高熱處理部分脫水即可獲得。更為重要的是兩者的水化速率也有差異，前者水化略慢于后者，但是后者為長片狀或者纖維狀，遇水調(diào)和形成的糊狀物內(nèi)部微孔率高，因而力學(xué)強(qiáng)度較差；α-熟石膏的顆粒多成纖維狀，其形態(tài)必須經(jīng)特定合成工藝調(diào)節(jié)，才可以將顆粒的長/寬比可以從10:1以上調(diào)整到3:1以下，從而可以極大地降低糊狀物自固化體的最低調(diào)和液用量，并改善自固化物的力學(xué)強(qiáng)度。?

石膏在再生物醫(yī)學(xué)中常被用于牙科的牙模，或者骨折病人術(shù)后的外敷固定材料，同時(shí)還可以作為一種骨缺損填充材料植入骨損傷部位促進(jìn)骨損傷再生修復(fù)，恢復(fù)期正常生理功能。石膏作為骨缺損填充材料在人體內(nèi)吸收降解快而且完全，能夠給骨生長提供一個(gè)可降解的支架(Scarano?A,?et?al.?Implant?Dentistry.?2007;?16:?195)，同時(shí)該材料跟人體有較好的生物相容性，植入人體后較少出現(xiàn)炎癥反應(yīng)(Bahn?SL,?Oral?Surg.?Oral?Med.?Oral?Pathol.?1966;?21:?672)。不僅如此，石膏在骨缺損內(nèi)降解釋放大量的鈣離子，抑制了該區(qū)域破骨細(xì)胞的活性，刺激了成骨細(xì)胞的增殖和分化，從而有利于類骨質(zhì)的合成(Mailland?M,?et?al,?Endocrinology.?1997;?138:?3601)，因而可應(yīng)用于骨缺損修復(fù)、組織引導(dǎo)再生、藥物緩釋系統(tǒng)等領(lǐng)域。

雖然石膏具有理想骨修復(fù)材料的一些優(yōu)點(diǎn)，但其降解速度過快以及生物活性效應(yīng)并不突出是其制約臨床應(yīng)用的關(guān)鍵性問題。同時(shí)，純石膏在骨缺損內(nèi)往往會(huì)引起創(chuàng)口積液，術(shù)后早期階段需要引流排液，并且材料本身吸收降解較快、力學(xué)強(qiáng)度快速衰退下降等又會(huì)造成因骨再生修復(fù)速率不能及時(shí)進(jìn)行，使得較大尺度的骨缺損難以完全再生修復(fù)和修復(fù)治療失敗(Hing?KA,?et?al,?Spine?J.?2007;?7:?475)。