[发明专利]一种骨修复材料及其应用

说明书

本发明提供了一种骨修复材料。所述骨修复材料的分子结构及钙磷含量比例与天然骨非常相似，具有优异的生物相容性。所述骨修复材料植入骨缺损时，骨组织与修复材料中的羟基磷灰石之间无纤维组织界面，植入体内后表面可形成类骨磷灰石矿物材料，并动态参与骨组织吸收与重建和钙离子、磷离子代谢过程。同时，本发明所述骨修复材料具有优异的骨传导性和骨诱导性，三维结构允许血管长入、细胞渗透和附着、新骨形成、组织沉积和钙化等作用，仿生微观结构有利于骨形态发生蛋白(BMP)的聚集，进而发生骨诱导性。

技术领域

本发明属于医用生物材料、医疗器械领域，具体涉及一种骨修复材料、制备方法及其应用。

背景技术

长期以来，骨缺损的修复主要采用自体骨移植结合同种异体骨移植的方法。自体骨有较高的骨诱导活性，无免疫原性，但自体骨的来源有限。同种异体骨移植有引起机体免疫反应的问题，并可能引起交叉感染。这些生物源性材料有不可避免的缺陷，人工合成或天然材料便成为骨缺损修复材料有希望的替代物。

一种良好的诱导型人工骨材料应具有以下特性：①良好的生物相容性及生物降解性；②骨传导及与其他活性分子复合共同诱导骨发生；③能负载大量细胞，支持骨细胞生长和分化；④合适的机械强度与可塑形性；⑤原料来源广，生产价格廉，便于消毒保存。

对骨来说，其强度和韧性最佳匹配的综合力学性能，与有机和无机组份的微结构特征及在分子水平上的独特组装密不可分；骨中的有机基质模板(胶原)，限定了矿物晶体形核的位置和生长空间，而含量极微的某些非胶原性蛋白如骨涎蛋白则可作为形核的引物并规范矿物的取向，这使得骨中具有磷灰石结构的矿物相晶体大部分处在原胶原分子的间隙区，晶体的轴择优取向平行于胶原纤维；骨中各组份的形成及组装是在细胞的调控下完成的，而这些组份及由它们构成的复杂结构反过来又会影响细胞的活动和功能；模仿天然骨的成分及结构特征制造的骨替代材料，可为细胞提供与天然骨相类似的微环境，因而有望成为优异的骨组织工程载体材料。

异种骨材料的优势是不受来源的限制，可大量获取，所面临的主要问题是如何能降低其免疫原性，降低植骨后受体患者的免疫排斥反应，以达到能与同种骨相近的治疗效果。人工合成骨的优势是来源广泛，晶体尺寸更小，更好的调控钙磷的释放，所面临的主要问题是机械性能较差。

发明内容

为解决现有技术中存在的免疫原性强和机械性能较差的问题，本发明提供了一种骨修复材料。本发明所述骨修复材料的分子结构及钙磷含量比例与天然骨非常相似，具有优异的生物相容性。所述骨修复材料植入骨缺损时，骨组织与修复材料中的羟基磷灰石之间无纤维组织界面，植入体内后表面可形成类骨磷灰石矿物材料，并动态参与骨组织吸收与重建和钙离子、磷离子代谢过程。同时，本发明所述骨修复材料具有优异的骨传导性和骨诱导性，三维结构允许血管长入、细胞渗透和附着、新骨形成、组织沉积和钙化等作用，仿生微观结构有利于骨形态发生蛋白(BMP)的聚集，进而发生骨诱导性。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种骨修复材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：

1)天然羟基磷灰石的制备：离体松质骨经强碱、强氧化剂、热水浸泡，脱脂、脱蛋白、脱细胞，脱水后经高温煅烧，灭活可能存在的病毒，研磨后过筛，调节pH至中性，得到天然羟基磷灰石；

2)胶原凝胶的制备：在胶原乙酸溶胀液中加入硫酸软骨素乙酸溶液，得到胶原-硫酸软骨素浆液，冻干得到胶原膜，将胶原膜粉碎，加入乙酸溶液溶胀，搅拌均匀得到胶原凝胶；

3)胶原凝胶与天然羟基磷灰石的物理共混：在胶原凝胶中加入天然羟基磷灰石，机械搅拌至混合均匀，没有骨粉颗粒及胶原纤维团聚，得到注射型骨修复材料；

4)(可选步骤)将注射型骨修复材料注射进模具内，冷冻后拆除模具进行冻干，得到块状，根据需要进行粉碎得到粉状；

5)灭菌。