[發(fā)明專利]一種膠原基可降解脊柱融合器及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410662541.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104368044A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫愛平;畢宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市鎂勝生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61L27/24
• 分類號: A61L27/24;A61L27/18;A61L27/12;A61L27/20;A61L27/26
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用植入材料領(lǐng)域，涉及一種膠原基可降解脊柱融合器及其制備方法，具體的說這種融合器的材料由膠原蛋白-改性組分/可降解高分子材料組成。

背景技術(shù)

脊柱融合是治療脊柱結(jié)核、感染、畸形、腿型性病變以及椎間盤損傷等脊柱疾患的有效手段。脊柱融合器是用于脊柱內(nèi)固定的一種醫(yī)療器械，也是脊柱融合手術(shù)所常用的一種脊柱內(nèi)植入裝置。

脊柱融合手術(shù)在1911年最早由Hibbs提出，到1936年Mercer提出了椎體間融合的理論后，脊柱融合手術(shù)取得迅速發(fā)展，現(xiàn)今已成為治療骨科疾病的重要手段。1979年Bagby將一不銹鋼中空帶孔柱狀體代替髂骨塊用于馬的頸椎椎間融合術(shù)，稱Bagby籠(Bagbybasket)。1983年，Bagby與Kuslish合作將用于人的腰椎椎間融合，并增加了表面螺紋，材料用鈦合金，即為BAK(Bagby?and?Kuslish)。1988年他們用鈦合金制備出BAK系統(tǒng)，即鈦合金空心柱狀體-Cage，由于該Cage表面帶有螺紋，可自穩(wěn)于上下終板內(nèi)；植入時的撐開力又可使纖維環(huán)、前后韌帶處于張力狀態(tài)，形成“撐開-壓縮張力帶”效應(yīng)，經(jīng)臨床使用，效果良好。

然而，金屬脊柱融合器的彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于皮質(zhì)骨，在體內(nèi)會引起應(yīng)力遮擋，從而導(dǎo)致植入部位產(chǎn)生骨質(zhì)疏松、骨萎縮、植入部位塌陷、融合器松動或滑脫等并發(fā)癥。而且金屬融合器產(chǎn)生的碎屑使機(jī)體產(chǎn)生巨噬細(xì)胞、白介素-1、白介素-6、前列腺素E2、腫瘤壞死因子等，影響骨的融合。由人工合成的高分子不可降解材料(如聚醚醚酮，PEEK)制成的脊柱融合器，雖然彈性模量與椎體骨匹配，具有良好的抗腐蝕性，能透過X光，但由于其生物相容性不是很好，導(dǎo)致一系列并發(fā)癥：神經(jīng)根損傷、融合器松動、融合器塌陷、椎間隙及椎間孔高度減小、不融合等。

膠原屬于細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，廣泛存在于脊椎動物和人的皮、肌腱、韌帶、軟骨及骨等組織或器官中。由于膠原獨(dú)特的來源、成分及結(jié)構(gòu)特點，使其具有優(yōu)良的生物相容性、適宜的可降解性及弱抗原性等特征。因此從對材料生物特性要求方面考慮，膠原適合制成各種生物支架，但在生物力學(xué)方面，該材料機(jī)械性能差、降解速率快的缺點又限制了其應(yīng)用范圍。因此設(shè)計一種生物安全性好、提高塑性變形能力和強(qiáng)度、控制其腐蝕降解速度是開發(fā)膠原基骨科植入材料必須解決的問題。

本發(fā)明提出用具有促進(jìn)神經(jīng)再生、止血功能和良好力學(xué)性能的改性組分，將膠原-改性組分通過交聯(lián)法制成具有良好力學(xué)強(qiáng)度的復(fù)合材料。將此材料加工成醫(yī)學(xué)上所學(xué)的器械形狀后，再在其內(nèi)外表面涂覆一層可降解高分子材料來控制器械的降解速率，得到降解速率可控的膠原-改性組分/可降解高分子材料組成的脊柱融合器。所涂覆的高分子降解涂層不得有孔隙，否則跟體液接觸后涂層會先脫落達(dá)不到控制降解的目的。相關(guān)研究國內(nèi)外尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是公開一種膠原基可降解脊柱融合器的制備方法，該融合器既可避免使用金屬融合器所存在的因應(yīng)力遮擋和產(chǎn)生碎屑等問題，又可避免不可降解高分子材料存的的生物相容性等問題。本發(fā)明的脊柱融合器材料具有可降解性，生物相容性良好，可在體內(nèi)隨著骨的形成，其自身不斷地降解，最終被吸收而排出體外，不留殘余。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：一種膠原基降解速率可控的體內(nèi)降解脊柱融合器，該融合器的基體為膠原蛋白，所用的改性材料為殼聚糖、羥基磷灰石、磷酸鈣或以上三者或兩者的任意比例混合物，通過交聯(lián)復(fù)合在一起，提高了膠原蛋白的機(jī)械性能。將上述材料加工成臨床所需形狀的脊柱融合器，在其內(nèi)外表面涂覆一層厚度在0.01-5mm的可降解高分子材料，來控制膠原基復(fù)合材料的的降解速率。最終制成一種膠原基降解速率可控的體內(nèi)降解脊柱融合器，解決現(xiàn)今臨床上存在的技術(shù)難題。

本發(fā)明的膠原基可降解降解脊柱融合器，由可降解高分子涂層來控制材料早期降解的速率，由膠原-改性材料基體來保證降解過程中的力學(xué)性能。

本發(fā)明的主要優(yōu)點在于：

1.降解速率易控制。本發(fā)明所采用的高分子涂層可以是單一的高分子組分也可以是兩種或兩種以上高分子的混合物。通過選擇的高分子的分力量或涂層厚度來控制器械的降解速率達(dá)到臨床所需的效果。

2.所用原材料安全、實用性好。所采用的基體材料為膠原、殼聚糖、羥基磷灰石、磷酸鈣，這幾種材料取材簡便而且是生物相容性好，都是目前被廣泛應(yīng)用的生物醫(yī)用材料。不會有鎂合金等可降解金屬材料的碎屑不良反應(yīng)，也不會像不可降解高分子材料那樣永久植入，會有遠(yuǎn)期的炎癥反應(yīng)。

一種膠原基可降解脊柱融合器的制備方法，有以下步驟：