[發明專利]凝膠澆注制備多孔玻璃和玻璃陶瓷顆粒結構

有效

• 申請號: 201880018472.6
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN110418771B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 尼拉伊賈揚特·拉克加;阿莫瓦蘇德奧·喬杜里
• 申請（專利權）人: 尼拉伊賈揚特·拉克加;阿莫瓦蘇德奧·喬杜里
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00;C04B35/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;祝倩

本發明公開了用作組織移植替代材料的多孔、具有生物活性的玻璃和玻璃陶瓷顆粒或微丸及其制備方法，其中所述具有生物活性的玻璃和玻璃陶瓷顆粒或微丸由天然試劑如磷酸鹽、鈣、鈉和其他與人或動物身體相容的元素制成。所述制備方法包括淬火、燒結、發泡和溶膠?凝膠澆鑄等各種步驟，使玻璃顆粒或微丸具有獨特的生物活性和較高的孔隙率，從而有助于組織移植置換過程中的組織修復和增強。

相關申請的交叉引用及優先權

本申請要求2017年3月16日提交的、申請號為201721009050的臨時專利的優先權。

技術領域

本發明涉及醫學、生物技術和生物工程領域，尤其涉及用于組織增強和再生的材料的制備方法。本發明具體涉及由多孔、具有生物活性的玻璃顆粒組成的無菌、多孔、有生物活性和生物相容性的材料及其制備方法。

背景技術

骨是人類僅次于血液的第二大植入組織或生物材料。人體骨移植材料的來源主要限于患者自身的骨骼(自體)或保存在骨庫中的有限供應的人源骨骼(同種異體)。骨移植材料也由非人類來源如牛和豬的骨組織(異種移植)產生。同種異體或異種異體移植是一種生物支架，其是由層粘連蛋白、纖維連接蛋白、彈性蛋白和膠原蛋白組成的哺乳動物細胞外基質(extracellular matrix，ECM)。同種異體移植是在同一物種的基因上不一致的個體之間進行的組織移植。異種移植物是從一個物種轉移到另一個物種的組織移植。同種移植和異種移植的主要區別在于組織來源、來源種類和處理方法。自體移植、同種異體移植和異種移植都有許多缺點。在自體移植的情況下，有必要進行額外的手術來獲取病人的骨頭，這增加了整體治療成本。此外，收割部位(通常是髂骨)的骨丟失與收割部位的長期發病率和疼痛有關。此外，如果患者出現骨關節炎等退行性疾病，可能無法獲得足夠數量的健康骨骼。除了因供者骨組織處理不當而引起疾病傳播的風險外，同種異體移植還有一個很大的局限性，即大規模的可利用性。在異種移植的情況下，組織來源通常是像豬這樣壽命較短的動物，因此移植組織比其他人體組織老化更快。此外，由于移植是通過抑制免疫反應機制來進行的，因此有可能傳播疾病(人畜共患病)，如牛海綿狀腦病或豬內源性逆轉錄病毒。一種理想的人工骨移植材料是可吸收的，即通過正常的骨再生和重塑，逐漸分解并不斷地被新的天然骨取代。該材料應具有多孔性和骨引導性，以便由骨細胞填充。合成骨移植材料的物理性質應與天然骨一致，以提供機械支持，同時參與骨重塑和骨生長內源性控制機制所需的局部應力的適當傳遞。

在牙科和醫學實踐中，幾種不同的陶瓷和玻璃材料用于骨移植和其他假體應用。這些物質主要含有存在于骨骼和牙齒的礦化組織中的鈣元素和磷元素，以及易于使用的惰性物質，如硅。然而，這些假體存在著各種缺陷。

在現有技術中，硫酸鈣或熟石膏(CaSO₄.2H₂O)粉末是一種傳統上常用的骨缺損填充物，它與水混合并置于骨缺損中，然后硬化。然而，它在刺激骨骼正常愈合中的作用及其體內再吸收率是高度不可預測的。

在現有技術中，另一種迄今為止流行的替代品是牛骨，去除了其中的有機成分以留下磷酸鈣礦物粉末，基本上是磷灰石，Ca₅(PO₄，CO₃)₃(OH)，其使用方式類似于與水混合的糊狀物。然而，它的缺點是，顆粒可能從植入部位遷移和沖出。此外，不能排除因此類骨加工不當而導致疾病傳播的風險。

在現有技術中，合成骨替代材料通常由羥基磷灰石或羥基磷灰石和磷酸三鈣(Ca₃(PO₄)₂)的組合制成。然而，該材料的熔點較低，因此不能在高溫下通過燒結進行加工，這會影響其功效和強度。此外，其體內再吸收率可能不適用于所有植入部位，因為身體不同部位的骨組織具有不同的再生和重塑特征。

在現有技術中，僅由玻璃和玻璃陶瓷制成的商用骨移植替代物是以二氧化硅作為最大組分的玻璃。然而，二氧化硅并不是人體的一部分，因此，體內二氧化硅積聚的長期影響尚不清楚。