[發明專利]復合人工骨材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410643124.1
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104436307A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 趙彥濤;白玉龍;韓麗偉;李忠海;朱加亮;衷鴻賓;侯樹勛;別曉梅;胡先同
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總醫院第一附屬醫院;北京鑫康辰醫學科技發展有限公司
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/02;A61L27/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及醫療領域，具體涉及一種復合人工骨材料及其制備方法。

背景技術

目前臨床各種骨修復材料主要為鈦金屬、氧化鋁陶瓷、生物玻璃、磷酸三鈣(TCP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、骨水泥、各種以羥基磷灰石(HAP)為基礎的生物材料。上述這些材料由于生物相容性、骨誘導性等缺陷而限制其應用。

20世紀90年代美國Wright醫療技術有限公司以硫酸鈣為基質研制生產出新一代骨移植替代產品OsteoSet，是使用特殊的方法制成的半水硫酸鈣(CaSO4·1/2H2O)。具有良好的生物相容性和骨誘導作用，是經美國FDA(美國食品及藥物管理局)的認證，獲準在臨床使用的一種骨移植替代物。

相應地，中國專利00100673公開了半水硫酸鈣的骨科用物料；中國專利01808666公開了含硫酸鈣的定形顆粒，但是其需要加壓等復雜手段制備；中國專利02125346公開了含硫酸鈣的復合生物材料；中國專利02809194公開了一種基于磷酸鈣/硫酸鈣的骨移植組合物；中國專利02817063公開了含有硫酸鈣化合物和聚合物的植入組合物；中國專利200480009791公開了含有粒徑小于0.1微米的粒狀硬化硫酸鈣的可注射組合物，用于骨鹽替代材料；中國專利200510103264公開了檸檬酸化半水硫酸鈣骨替代材料；中國專利200510131093提及了骨骼替代物可以包括二水硫酸鈣小顆粒和至少一種選自碳酸鈣、β-磷酸三鈣、磷酸氫鈣、二水磷酸氫鈣、碳酸鎂、磷酸三鎂、氫氧化鎂或氧化鎂的小顆粒；中國專利200610014733公開了可控固化硫酸鈣骨粘合劑及其制備方法；中國專利200610029066和200610029067公開了生物活性硅酸三鈣/半水硫酸鈣復合自固化材料；中國專利200810301291公開了硫酸鈣復合材料，其由含鍶的化合物與硫酸鈣組成。但這些公開專利都沒有研究材料的純度特征，特別是重金屬等有害元素的含量；同時也沒有球形納米晶硫酸鈣材料的資料。

在目前的組織工程應用中采用人工骨復合活細胞，例如應用硫酸鈣等支架材料復合間充質干細胞，經過無菌條件下復合培養后，在手術中進行植入修復缺損。然而這一技術要求專門的細胞培養場地和設施，在運輸和儲存上都有諸多困難。凍干細胞復合人工骨材料在保存細胞功能因子活性的同時，可以充分解決儲存和運輸的問題，為規模化應用提供可能。

發明內容

本申請的發明人經過長期艱苦的研究，引入細菌過濾膜以及雜質(如重金屬硫酸鹽)逐級分離方法制備了高純度的硫酸鈣材料，各種有害元素含量均低于美國Wright醫療技術有限公司的硫酸鈣材料；特別是上述純化之后的原料經過控制氯化鋰的添加和反應順序，采用-80攝氏度凍干工藝制備的硫酸鈣具有超細納米粒度的特征，其結構上由細小球形納米微粒組成，該球形納米微粒的生物學活性更為優良。具有特定功能定向的干細胞經過冷凍干燥處理，保留其內部種類豐富的蛋白活性，與高純度的球形納米晶硫酸鈣復合壓制成型，從而制成一種可以耐受輻照滅菌的富含干細胞功能作用成分的高活性復合人工骨材料。

本發明提供了一種高純度球形納米晶硫酸鈣復合凍干細胞粉的復合人工骨材料。

本發明還提供了上述復合人工骨材料的制備方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

用去離子水配置摩爾比為1∶2的可溶性硫酸鹽水溶液和可溶性鈣鹽水溶液，在萬級層流潔凈間環境下分別將兩種溶液以0.1-1ml/s的速度緩慢通過細菌過濾膜，除去不溶性沉淀、懸濁固形物和細菌、真菌以及細菌殘片等成分，然后通過密閉聯通的管道將同樣經細菌過濾膜過濾的5-20％的氯化鋰溶液加入裝有與該氯化鋰溶液等體積的鈣鹽水溶液的容器中，再將過濾后的所述硫酸鹽水溶液以不超過0.5ml/s的緩慢速度加入至電磁攪拌的所述鈣鹽水溶液的容器內，這樣的加入特征保證全部反應在鈣離子過剩的條件下進行，有利于細小納米晶硫酸鈣的形成，氯化鋰的加入起到控制硫酸鈣結晶速度的作用，使沉淀顆粒細小均勻。在震蕩條件下反應4小時，在層流潔凈間局部百級超凈環境下取出在所述容器中生成的含雜質的硫酸鈣沉淀，加入注射用水反復離心、棄上清程序5次以上，獲得純度大于99.9％的硫酸鈣，再用醫用無水乙醇軟化、分散所述硫酸鈣并離心、棄上清。最后在層流潔凈間內將所得硫酸鈣置于-80℃冷凍，凍干機冷凍干燥72h，收集獲得的高純度球形納米晶硫酸鈣凍干粉密封包裝，輻照滅菌。根據需要可壓制成不同大小的片劑。