一种可注射的骨修复用复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可注射的骨修复用复合材料，该复合材料以生物组织材料和生物陶瓷有机结合，形成一种具有三维支架功能的可注射用医学材料。本发明专利技术所涉及的生物组织材料基质为天然交联结构的微纤维，无需额外涉及物理或化学交联，生物相容性优良，并且可以在体内被缓慢完全降解。生物组织材料和生物陶瓷可以用多种方式结合。该复合材料中，作为增强相的生物陶瓷与生物组织材料结合后，可以为体内骨组织再生提供良好的模板，能有效地诱导骨生长。本发明专利技术制备的可注射材料，可以用以无缝填充任何尺寸的骨缺损，并在过程中添加包括骨髓在内的生物制剂，进一步增强其生物活性。因此，该材料可广泛用于由于创伤，肿瘤切除，骨坏死及感染等造成的骨缺失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料科学领域，具体涉及，该复合材料可广泛应用于骨科及整形科领域。
技术介绍
受损骨组织修复与重建在世界范围内是整形外科医生需要面对的重要任务，而修复受损的骨组织就需要用到骨移植材料。在世界范围内修复受损骨组织使用的黄金标准为人的自体骨组织，即取自病人自身的健康骨组织。自体骨具有修复骨组织需要的全部特性，比如优异的骨诱导性，骨传导性，成骨性以及安全性。但是，使用自体骨在临床上具有不可避免的缺陷。由于使用自体骨需要从病人身体的供体部位获得骨组织，这额外的手术便增加了手术的时间，费用，以及病人恢复的时间。同时，供体部位的病变及供体部位提供骨组织的有限性都是目前面临的突出问题。组织器官基质是由各种复杂的结构蛋白质和功能蛋白质构成的三维立体框架，并含有许多有活性的其他复合物。主要成分包括胶原纤维、糖蛋白、黏蛋白等，其他成分有氨基葡聚糖(透明质酸、硫酸软骨素)等糖类、一些脂质和生长因子，可以为细胞黏附提供优异的基底，并且在其降解过程中，会释放大量活性多肽，能够促进细胞分裂及分化。生物活性组织基质作为一种理想的生物材料，具备几乎一切组织工程及再生医学材料所需的特质，因而已被广泛用于各类组织和器官的修复和再生。目前，从各类组织如小肠，皮肤，肝脏，脾脏，膀胱等提取的生物活性基质，由于其各自不同的宏观微观结构，生物力学性能，体内降解速率，以及细胞-基质相互作用，被用于不同组织的修复与再生。基本上市场上所有的生物基质产品都是以生物膜的方式存在，大致分为干燥和含水两类。他们的应用主要集中在皮肤溃疡，腹腔膜重建，软组织再生，伤口愈合和脑膜创伤修复。磷酸钙基生物陶瓷，由于和人体骨组织的无机成分相似，具备优异的生物相容性，生物降解性，和骨传导性能，被长期用于骨修复材料的制备和改性。目前常见的磷酸钙生物陶瓷包括羟基磷灰石，β相磷酸三钙，磷酸氢钙及它们的复合物相陶瓷。大量研究表明磷酸钙生物陶瓷能够吸附/富集骨形成所需的蛋白及，促进成骨细胞增殖和分化，从而诱导新骨的生成。近期研究表明，磷酸钙生物陶瓷降解过程中所释放的钙离子和磷酸根离子，能够积极地影响骨环境中的成骨及破骨细胞，在骨修复及再生过程中扮演重要的角色，因此调控生物陶瓷降解速率也成为一种调控其生物活性的新的途径，具有重大的潜力。目前市面上几乎所有涉及生物制剂的骨修复材料都使用化学提纯的I型胶原蛋白。这一类胶原蛋白的缺点在于提取过程复杂，蛋白在提取过程中变性，无法发挥其最佳生物学性能；此外，其成分相对单一，无法满足骨修复过程中的复杂的信号通路需求；使用过程中需要使用毒性较大的化学交联剂，易在植入过程中引起免疫及炎症反应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，这种新的复合材料是以这两种材料为主要成分的，既吸取天然生物基质具有生物活性且能有效调节细胞行为等多方面的优点，又兼备生物陶瓷等无机材料在骨修复过程中的优异成骨能力，具有高度骨诱导性及成骨性的活性生物支架，因此能够通过多重生物学机理快速在骨缺损处诱导新骨生成。同时，本专利技术所涉及的材料还规避了大量现存骨修复存在的影响其临床疗效的缺点，因此提供了一种完备的骨缺损修复解决方案。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现:—种可注射的骨修复用复合材料，包括以下重量份数的原料:1-7份的生物组织基质材料、1-9份的生物陶瓷和2-8份的生理盐水或其他等渗水溶液。优选地，所述生物组织基质材料为由哺乳动物软组织制备的、以胶原纤维为主的、保持其天然交联结构的细胞外基质。优选地，所述哺乳动物的软组织为猪的软组织、牛的软组织或人体的软组织；所述软组织包括皮肤、真皮、血管、隔膜、肌腱、韧带、大肠、小肠和神经组织。优选地，所述生物组织基质材料呈微纤维状，微纤维状的所述生物组织基质材料的直径为1-1500微米，微纤维状的所述生物组织基质材料的直径和长度的比值分布区间为 0.05-0.95。优选地，用生物玻璃、含锶、锌、镁、或者硅的矿物质或含锶、锌、镁、或者硅的盐代替所述生物陶瓷作为增强相所用材料。优选地，所述生物陶瓷为羟基磷灰石、α -磷酸三钙、β -磷酸三钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸四妈、磷酸八钙、硫酸钙。优选地，所述生物陶瓷以颗粒形式分布于所述生物组织基质材料内，生物陶瓷颗粒在所述生物组织基质材料内形成三维的网状结构。优选地，所述生物陶瓷颗粒的粒径为1-500微米。所述的可注射的骨修复用复合材料的制备方法，包括以下步骤:1)微纤维状的生物组织基质材料的制备，包括以下步骤:1.1)收集组织原材料，清洗血污后，切割成宽为0.5-2厘米、长为4-8厘米的长条状，_20°C保存；1.2)消毒灭菌:组织原材料使用质量浓度为0.1 %氨水溶液灭菌，将组织原材料浸泡于溶液中缓慢摇动6-36小时；并用无菌去离子水充分清洗，然后用无菌生理盐水漂洗；1.3)组织破碎:将消毒过的组织原材料用研磨器粉碎，打匀；1.4)采用脱细胞液脱去细胞后，采用脱氧核糖核酸酶溶液脱去剩余脱氧核糖核酸；并采用α -半乳糖苷去除液脱去α -半乳糖苷；采用双氧水，乙酸和过氧乙酸的混合溶液进行病毒灭活；1.5)组织基质清洗:用质量浓度为0.9%的生理盐水对步骤1.5)的产物清洗三遍以上，去除步骤1.4)处理产生的残余物；1.6)清洗:将步骤1.5)的产物用无菌去离子水清洗三次以上；1.7)终端灭菌:采用Co60伽玛射线、X射线或者电子束进行灭菌，将得到的生物组织基质微纤维密封于密闭容器内保存，生物组织基质材料保存于pH值中性的缓冲液内，所述缓冲液包括生理盐水和磷酸缓冲液；2)生物陶瓷微颗粒的制备，包括以下步骤:2.1)生物陶瓷根据具体应用，经机械粉碎，高速球磨，以及过筛步骤后，得到粒径在0.1-500微米范围的生物陶瓷颗粒，再经高温高压消毒，除菌及杀灭病毒；2.2)将生物陶瓷微颗粒与无菌生理盐水以1:1到1:5的比例混合，并经充分搅拌及震荡，形成均匀的悬浊液；3)将步骤1.7)得到的生物组织基质微纤维悬浊在1-5倍重量的生理盐水中，充分摇匀，形成均匀的生物组织基质微纤维悬浊液；4)本专利技术所述的原料配比，将生物陶瓷颗粒与生物组织基质微纤维混合；5)将混合物置于涡旋混合器上充分混合一个小时，直至生物陶瓷颗粒完全吸附于生物组织基质微纤维上；6)用离心法以200?lOOOOrpm转速去除多余水分，并使混合物以固态方式沉积于底部；7)加入1-5倍混合物重量的生理盐水，置于涡旋混合器上形成均匀的流体状混合物，其中水分含量的质量百分比为20-80% ；8)终端灭菌:将得到的流体状混合物密封于密闭容器内保存，用伽玛射线、X射线或者电子束进行灭菌。优选地，所述步骤1.1)所选用的组织原材料来源于哺乳动物的软组织，其包括皮肤、小肠、大肠、隔膜、膀胱、胃和肌腱。优选地，所述步骤1.4)所述脱细胞溶液为每升含1-10%脱氧胆酸钠、2-15mM乙二胺四乙酸以及10-50mM 4-羟乙基哌嗪乙磺酸，所述脱细胞溶液pH值为6.8-7.2 ;所述脱氧核糖核酸酶溶液每升含0.5-5毫克脱氧核糖核酸酶、10-50mM 4-羟乙基哌嗪乙磺酸、l-20mM氯化钙以及l_20mM氯化镁；所述α -半乳糖苷去除液为每升含0.2-10毫克α -半乳糖苷酶、2-40mM 4-羟乙基哌嗪乙磺酸，所述α -半乳糖苷去除液p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可注射的骨修复用复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：1‑7份的生物组织基质材料、1‑9份的生物陶瓷和2‑8份的生理盐水或其他等渗水溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞春华，廖化，
申请(专利权)人：俞春华，
类型：发明
国别省市：浙江;33