[發明專利]一種骨修復材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110992157.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113577393B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 李智峰;黃子容;李湘杰;茍元彬;任芳
• 申請（專利權）人: 北京科健生物技術有限公司
• 主分類號: A61L27/36
• 分類號: A61L27/36;A61L27/18;A61L27/56;A61L27/58;B33Y70/10
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 高東麗

本發明公開一種骨修復材料，其原料包括由骨粉、脫鈣骨基質和可生物降解聚合物；其中，所述骨粉、脫鈣骨基質和可生物降解聚合物的質量比為70～75:5～20:10～20。該骨修復材料具有與天然松質骨類似的疏松多孔三維結構；骨粉和脫鈣骨基質來源相同，且在骨修復材料中的均勻分布，保證了骨修復材料的生物活性和生物相容性；同時，該骨修復材料力學性能優異，其壓縮強度可達47.3MPa，壓縮模量可達0.4GPa，為骨填充修復中提供細胞所需的生長空間和營養物質的傳輸通道。因此，由該骨修復材料制作的植入生物支架具有優異的促進骨修復再生能力，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及生物材料領域。更具體地，涉及一種復合骨修復材料及其制備方法和應用。

背景技術

在骨填充修復材料的選擇中，自體骨移植由于不存在免疫排異反應，生物相容性好，骨誘導及骨傳導能力均較強，而被公認為“金標準”。但另一方面，臨床應用中自體骨的供骨量有限，術后易發生供區不良反應和神經損傷等問題。

同種異體骨和異種骨由于有與自體骨相似的組織構造、生物力學性能，并具有一定的骨誘導和骨傳導能力，且相對于自體骨，獲取充分，在臨床上得到廣泛的應用，但是存在材料較難獲得、價格不菲等問題。異種骨的來源較為豐富，但是從骨的三維結構和組成成份及骨修復能力來看，不及自體骨和同種異體骨。人工骨由于來源不受限制，可以制備成任意形狀、方便應用等優點，近年來得到了廣泛的研究，與取自于天然骨材料不同的是，人工骨材料的骨誘導、骨傳導能力和生物相容性不及前者，因此大多會復合有骨生長因子或種子細胞等。

天然的骨組織根據內部結構不同分為為松質骨和皮質骨兩種類型。松質骨具有天然疏松多孔性結構，主要存在于關節頭和脊柱錐體內部，比例較少，但因其結構優勢，在臨床上對各類骨缺損修復均具有良好的修復再生能力。皮質骨存在于四肢骨干等部位，比例較大，雖然其組成成分與松質骨相同，骨活性因子含量高，但是由于結構非常致密，降解非常緩慢，臨床上僅用于某些骨缺損的輔助加固支持，應用非常有限。因此有大量的皮質骨類材料得不到充分的應用。

目前有多種技術用于將天然的骨粉(主要是皮質骨來源)，采用各類加工方法，制備出可以應用于臨床的材料。3D打印成型與冷凍干燥法、熱致相分離法、粒子致孔法等傳統組織工程多孔支架制備方法相比，在支架外形、孔隙率和孔連通率等方面具有可以精確調控的優勢，因此逐漸被廣泛研究和應用。專利CN 107469153A將牛松質骨或豬肱骨粉置于正丁醇溶液中攪拌、烘干，與聚乳酸或聚乳酸-羥基乙酸共聚物、納米磷酸鈣或磷酸鈣纖維、增韌劑混合；通過熔融3D打印成人體或動物體的骨骼結構。配方中骨粉含量占比為10％-20％，含量較低，可能并沒有將骨粉的有益作用發揮到最大，此外高溫熔融的打印方式可能會使骨粉中的膠原蛋白發生變性，大大減弱了骨粉的生物活性和促進組織再生修復的能力。因此有研究者嘗試以骨粉為配方主體，使用生物相容性良好的黏結劑與骨粉混合后，3D打印成支架，用于骨組織修復再生。專利CN 106730009A制備的支架主體由自體骨粉和自體骨膠構成，并且在表面沉積了納米磷酸鈣涂層，以及在支架孔隙中填充自體骨膠，但自體來源非常有限，只能為供者自體應用，不具備廣泛推廣應用價值。專利CN 105903078A以同種異體骨或異種骨于冷凍研磨機低溫研磨后與膠原蛋白等溶液混合制得打印材料，通過3D打印制備成支架后，在京尼平溶液中進行后處理提高支架的力學性能。但是申請人發現以類似于膠原蛋白等的水溶性天然高分子作為黏結劑制備的支架，其力學強度一般較差，使得支架在組織修復再生中降解過快而崩塌，無法為骨缺損處細胞提供足夠的生長空間和營養物質的傳輸通道。

因此，需要提供一種既具有足夠的骨粉含量以滿足生物活性，又具有優異力學強度的骨修復材料。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種骨修復材料，該骨修復材料中骨粉的含量高，配合相同骨組織來源的脫鈣骨基質(DBM)，能夠保證骨修復材料的生物活性和生物相容性；可生物降解聚合物則提高了骨修復材料的力學性能。