[發(fā)明專利]孔隙性可變化的雜化材料植入物

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201580056882.6
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN106999633A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬納森·克勞德·亞歷山大·勞;艾多德·丹尼爾·阿爾伯特·加勒特;格扎維埃·迪厄多內(nèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 克萊蒙奧弗涅大學(xué);國家科學(xué)研究中心
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/56
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11270
• 代理人: 李雪,姚開麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于填充骨缺損、用于骨再生和用于骨組織工程的植入物材料；包括該材料的植入物；以及用于制造這種植入物的方法。

背景技術(shù)

人口的總體老化以及伴隨之的骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的紊亂使得有必要開發(fā)用于代替骨組織的高性能材料。事實上，法國每年在醫(yī)療費用上要花費180億歐元用于骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病和牙科疾病；肌肉骨骼紊亂是工業(yè)化國家最常見的職業(yè)病，而骨質(zhì)疏松癥發(fā)生于老年患者中；這些事實描述了主要社會和經(jīng)濟挑戰(zhàn)的概況，并解釋了對能夠彌補骨質(zhì)流失、增加生命周期的生物材料、植入物的需求不斷增長。

由于對移植物的求助是有限的，并且動物來源的材料可能會引起生物相容性或感染風(fēng)險的問題，所以研究工作旨在開發(fā)能促進骨再生的合成生物材料。

在這種情況下，它們被稱為生物活性植入物：植入的材料不僅用于被動地彌補骨質(zhì)流失，盡可能地保持惰性，而且另一方面，它必須主動刺激和參與骨再生的機制。這在自修復(fù)機制不再起作用的大量骨缺損的情況下尤為重要。

目前用作骨替代物的主要生物活性材料是生物活性“陶瓷”(例如磷酸鈣),和生物活性玻璃(也稱為“生物玻璃”)。

第一類生物活性陶瓷是由L.L.Hench(L.L.Hench et al.,J.Biomed.Mater.Res.,1971,2,117-141；L.L.Hench et al.,J.Biomed.Mater.Res.,1973,7,25-42)開發(fā)的。

第一類生物活性玻璃是由SiO₂、P₂O₅、CaO和Na₂O制備的。硅的氧化物和磷的氧化物是參與玻璃質(zhì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聚的網(wǎng)絡(luò)形成者。堿金屬和堿土金屬(諸如鈉和鈣)不表現(xiàn)出這種能力，并且因為將鏈斷裂引入其中而改變玻璃質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，這是導(dǎo)致與結(jié)構(gòu)紊亂增加相關(guān)的這些玻璃的低熔點的原因。它們的存在導(dǎo)致生物活性玻璃的更大反應(yīng)性，特別是通過它們在水性環(huán)境中的腐蝕。這種反應(yīng)性使得在生理介質(zhì)中形成羥基磷灰石，從而促使骨重建。

受到最多研究的生物玻璃是稱為或Hench生物玻璃的鈉鈣磷酸硅酸鹽玻璃(soda-lime phospho-silicate glass)。相對于組合物的總重量，其基本組成以重量計為45％SiO₂-24.5％CaO-24.5％Na₂O-6％P₂O₅。這種材料令人注目的生物活性不需要進一步證明。仍是最有利的生物活性(誘導(dǎo)細胞的特異性響應(yīng))材料之一。

自發(fā)現(xiàn)它們以來，在生物活性玻璃領(lǐng)域內(nèi)已有諸多發(fā)展(M.Vallet-Regi et al.,Eur.J.Inorg.Chem.,2003,1029-1042)，諸如并入多種原子或并入活性物質(zhì)。已經(jīng)優(yōu)化了生物活性玻璃的組成，以促進成骨細胞增殖和骨組織形成(WO 02/04606)。已經(jīng)提出并入銀，特別是賦予生物活性玻璃抗菌性質(zhì)(WO 00/76486)。

申請WO 2009/027594描述了一種生物活性玻璃，其中以生物活性玻璃總重量0.1％～10％的量引入鍶。

這些生物活性材料的特征在于它們同時具有生物相容性，能自發(fā)地與骨組織結(jié)合，能促進骨細胞的粘附，以及最后能生物再吸收，隨著骨再生進程而逐漸被新形成的骨組織所代替。

為了填充大量的骨缺損，除了上述特征之外，植入物必須具有特定的形態(tài)：后者從松質(zhì)骨，即由數(shù)百微米的互連大孔的三維網(wǎng)絡(luò)組成的高度多孔結(jié)構(gòu)中獲得啟示。事實上，在大量骨缺損的情況下，骨細胞需要能夠引導(dǎo)和刺激細胞粘附、增殖和分化，同時與組織血管形成和侵襲過程相容的細胞外“支撐”基質(zhì)。

骨組織工程中設(shè)想的新應(yīng)用也需要這樣的大孔結(jié)構(gòu)：重要的是在實驗室中由從患者中取出的細胞開始制造新骨組織，該新骨組織隨后可重新植入患者體內(nèi)。為了最佳執(zhí)行，該組織培養(yǎng)物也必須支撐在允許良好細胞粘附、分化成成熟細胞以及產(chǎn)生組織，特別是生物礦化的多孔三維支撐物上。

Joaquin Rodenas-Rochina等人在“Comparative study of PCL-HAp and PCL-bioglass composite scaffolds for bone tissue engineering”,J.Mater.Sci.Mater.Med.(2013),24,1293-1308中描述了由具有這種大孔結(jié)構(gòu)的聚合物-生物玻璃或聚合物-羥基磷灰石復(fù)合合成材料制成的植入物。