[發(fā)明專利]治療頜面部骨缺損的骨組織工程支架材料及其合成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011350944.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN112370571A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬鵬飛;林淑賢;吳珺華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/22
• 分類號(hào): A61L27/22;A61L27/20;A61L27/16;A61L27/12;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/58
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 李新新

本發(fā)明涉及一種治療頜面部骨缺損的骨組織工程支架材料及其合成方法，支架材料為明膠?殼聚糖基支架材料，包括明膠、殼聚糖、聚乙烯醇和納米羥基磷灰石，質(zhì)量比為(1.5～2.5):(1.5～2.5):(3～6):(1～7)。合成方法為：(1)取明膠和水形成明膠溶液；(2)取殼聚糖、水和醋酸溶液形成殼聚糖的懸濁液；(3)取聚乙烯醇和水形成聚乙烯醇溶液；(4)將明膠溶液、殼聚糖的懸濁液和聚乙烯醇溶液混合，后加入納米羥基磷灰石攪拌再冷卻至室溫，得到材料前驅(qū)體溶液；(5)將材料前驅(qū)體溶液冷凍再凍干，后交聯(lián)再重復(fù)凍干。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的支架材料具有良好的促進(jìn)成骨能力，優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，生物相容性好，毒性低，副作用小，為頜面骨缺損修復(fù)的提供了新的材料選擇。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，具體涉及一種治療頜面部骨缺損的骨組織工程支架材料及其合成方法。

背景技術(shù)

口腔頜面部承擔(dān)著咀嚼、吞咽、語言等多種重要的生理功能，其中頜骨是支撐頜面部形態(tài)與功能的重要骨性支架。頜面部外傷、腫瘤、牙周病等炎癥或其它解剖因素造成的骨缺損，不僅影響患者的容貌，同時(shí)也會(huì)對(duì)患者的心理健康產(chǎn)生惡劣的影響。實(shí)現(xiàn)又快又好的頜面部骨缺損的修復(fù)，對(duì)于病患后續(xù)其他治療的展開以及健康的生活具有積極意義。

頜面部的骨相較于身體其他部位有著特殊的解剖生理外形，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，腔隙較多等特點(diǎn)，此部位的骨缺損往往具有復(fù)雜性，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)難以滿足其需求。目前頜面部骨組織缺損修復(fù)方法有自體骨移植、同種異體骨移植、牽張成骨、贗復(fù)體修復(fù)、血管化骨肌瓣移植等技術(shù)，其中自體骨移植是骨缺損修復(fù)治療的金標(biāo)準(zhǔn)，但這種治療手段會(huì)帶來額外的供區(qū)創(chuàng)傷。而其余方法均各有缺陷，如會(huì)引發(fā)免疫排斥反應(yīng)、耗時(shí)較長(zhǎng)、術(shù)后治療效果不理想等。

組織工程學(xué)自誕生以來，為頜面部骨缺損的修復(fù)提供了廣闊的應(yīng)用前景。骨組織工程是指利用醫(yī)學(xué)原理與工程技術(shù)的相結(jié)合，將體外培養(yǎng)及擴(kuò)增后得到的種子細(xì)胞，接種于具備良好生物相容性且能夠吸收降解的支架材料上，輔以誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)細(xì)胞的增殖及新血管的長(zhǎng)入，達(dá)到逐步修復(fù)骨缺損的目的。以生物材料為基礎(chǔ)的再生修復(fù)技術(shù)相較傳統(tǒng)方法具有創(chuàng)傷小、無免疫源性、可精確成型等優(yōu)勢(shì)。

目前常用的骨組織工程支架包括天然水凝膠支架和人工合成凝膠支架。天然水凝膠支架來源于動(dòng)植物的提取物，具有生物相容性好、毒性低和經(jīng)濟(jì)成本低的特點(diǎn)，已被大量用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。目前常見的天然水凝膠包括以下幾種：(1)膠原蛋白和明膠支架；(2)透明質(zhì)酸水凝膠支架；(3)海藻酸鹽水凝膠支架；(4)殼聚糖水凝膠支架。但是上述天然水凝膠往往面臨著力學(xué)強(qiáng)度不足、降解速率過快等問題，單獨(dú)應(yīng)用往往效果不佳。而人工合成水凝膠，如聚乳酸、外消旋聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸共聚物、聚己內(nèi)酯及聚乙烯醇等，能夠有效改善材料的力學(xué)特性，但是這些材料的制備過程中需要添加大量的引發(fā)劑，使得材料的毒性增加，并且這些材料的降解速度很慢，無法適配生物體內(nèi)的成骨過程，影響最終骨缺損的修復(fù)效果。

同時(shí)，單純的水凝膠支架材料往往并不具有成骨誘導(dǎo)活性，需要輔以相應(yīng)的活性因子應(yīng)用。這些生長(zhǎng)因子大多是分子量不大的可溶性多肽，可通過旁分泌、自分泌和內(nèi)分泌等途徑，對(duì)靶細(xì)胞的增殖、運(yùn)動(dòng)、收縮、分化和組織的改建起調(diào)控作用，在骨發(fā)育和修復(fù)過程中具有非常重要的作用。最主要的生長(zhǎng)因子有轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、骨形成蛋白BMP、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血小板衍生的生長(zhǎng)因子PDEF和胰島素樣生長(zhǎng)因子IGF等。然而，這些外源性成骨生長(zhǎng)因子半衰期短，局部使用會(huì)很快被稀釋和代謝，故需反復(fù)并大劑量使用，導(dǎo)致制備成本非常昂貴，所以即便外源重組生長(zhǎng)因子能一定程度地促進(jìn)骨再生，但是考慮到成本高、體內(nèi)半衰期短的特性，其應(yīng)用受到限制。

因此，構(gòu)建出一種生物相容性良好、具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、降解速率與生物體內(nèi)成骨進(jìn)程相適配，并且能夠有持續(xù)穩(wěn)定的成骨誘導(dǎo)活性的復(fù)合骨組織工程支架材料顯得十分必要。