[發明專利]可塑形的長段骨修復材料及生物活性因子可控緩釋的骨組織工程支架的制備方法

在審

• 申請號: 202110456400.3
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113181429A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 唐毓金;劉佳;王翀;李野;謝克恭;李凱;李峰;王立強;楊成亮;黃可;鄭川川;藍常貢
• 申請（專利權）人: 右江民族醫學院附屬醫院;上海交通大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/12;A61L27/10;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/56;A61L27/58
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

本發明涉及再生醫學材料技術領域，公開了一種可塑形的長段骨修復材料及生物活性因子可控緩釋的骨組織工程支架的制備方法。所述長段骨修復材料按照質量份計，包括溶于有機溶劑且不溶于水的高分子材料10～40份、生物陶瓷粉體20～60份、油性溶劑50～100份、水溶性生物活性因子0.1～1份、水2～40份、乳化劑大于0小于1份。所述可塑形的長段骨修復材料通過高分子材料與生物陶瓷粉體結合，以便材料成型后具有各向異性力學特性及宏－微觀結構，保持良好力學強度及仿生骨組織結構，形成具有較高孔隙率和機械強度的骨組織工程支架，解決現有的骨組織工程支架在較高的孔隙率和機械強度不能同時兼容的問題。

技術領域

本發明涉及再生醫學材料技術領域，特別是涉及一種可塑形的長段骨修復材料及生物活性因子可控緩釋的骨組織工程支架的制備方法。

背景技術

隨著當今社會老齡化的迅速加劇，外傷、退行性疾病、骨腫瘤和骨畸形等疾病的發病率逐年上升。面對這些疾病，手術骨重建往往是最重要的，所以骨科手術植入仿生材料需求也在逐年增長。據統計，在我國每年因腫瘤、創傷等原因引起的骨缺損患者人數超過了100萬，而且呈逐年上升的趨勢。目前治療骨缺損的方法主要有自體骨移植和同種異體骨移植。然而，由于自體骨的來源非常有限，機體獲取可能在患者供骨部位造成新的骨缺損，嚴重限制了自體骨的應用。而同種異體骨雖然獲得渠道比自體骨廣泛但其骨誘導能力比自體骨弱，而且由于異體獲取，使其臨床應用中存在疾病傳播和排斥反應的風險，所以異體骨的應用也存在了很大缺陷。

組織工程這個術語最早是由美國在1987年提出的，它由科學基金會正式提出，是指生命科學的原理和生物工程的技術方法的應用發展修復或改善受損器官的結構和功能的生物替代品的科學。組織工程結合材料科學、生物學、工程學等領域的先進技術來發展生物學修復或維持其正常生理功能的活性組織或器官替代物，是再生醫學的一個重要領域。

近年來，聚乳酸等可生物降解合成高分子材料不斷發展，在骨組織工程研究中具有廣闊的應用前景。這些可生物降解的合成高分子材料具有良好的生物相容性和機械性能，在骨組織工程中作為骨缺損修復支架具有良好的可加工性。

骨組織工程材料的三大要素是支架材料、種子細胞和生長因子。支架作為細胞和生長因子的載體材料，其制備是組織工程的核心和關鍵。骨缺損的修復需要支架提供細胞生長粘附的支點，并逐漸形成新的骨組織取代支架材料。但在使用以往的移植材料治療骨缺損時，經常會遇到以下矛盾：骨缺損部位負重需要一定強度的支架來提供足夠的前期機械支撐，才能形成新骨；同時，營養物質的轉移以及血管和細胞的快速生長需要支架的連通性和高孔隙度。而傳統的孔隙度支架不能提供高的機械強度和較好的孔隙連通性，其高孔隙率必然導致支架力學強度降低。因此，如何平衡孔與支架強度之間的關系，是提高骨修復支架的關鍵研究方向。

發明內容

本發明的目的是：解決現有的骨組織支架較高的孔隙率和機械強度不能同時兼容的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可塑形的長段骨修復材料，所述材料按照質量份計，包括溶于有機溶劑且不溶于水的高分子材料10～40份、生物陶瓷粉體20～60份、油性溶劑50～100份、水溶性生物活性因子0.1～1份、水2～40份、乳化劑大于0小于1份。本發明通過溶于有機溶劑且不容于水的高分子材料與生物陶瓷粉體結合，以便材料成型后形成具有較高孔隙率和機械強度的骨組織工程支架，解決現有的骨組織工程支架在較高的孔隙率和機械強度不能同時兼容的問題。

所述溶于有機溶劑且不溶于水的高分子材料為聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、消旋聚乳酸(PDLLA)、乳酸－羥基乙酸共聚物(PLGA)、左旋聚乳酸(PLLA)、聚－β－羥丁酸(PHB)、聚羥基丁酸戊酯(PHBV)中的一種，不僅擴大臨床骨缺損修復材料的獲取渠道，也克服了排斥反應、疾病傳播等不良并發癥。PLGA的生物降解速率可以通過調節已交酯與丙交酯的比例和聚合物分子量進行控制。并且隨著新骨的長入，所述高分子材料慢慢降解，降解產物主要為乳酸，乳酸也是人體內的一種正常代謝產物，可以進一步代謝為二氧化碳和水，可以通過人體正常的物質更新渠道排出體外，具有良好的生物相容性。