短流程制备多孔异种骨骨粉修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料技术

本发明专利技术提供一种多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法：1)将哺乳动物的松质骨制备成粉状，用水清洗干燥后，分别用过氧化氢溶液和氢氧化钠溶液浸泡初步去除有机物，用水洗净，干燥；2)将初步去除有机物的松质骨与碱性溶液一起置于承压密闭容器中，加热并保温，用水清洗，干燥；3)将松质骨与蒸馏水一起置于承压密闭容器中，加热并保温，用水清洗，干燥；4)煅烧和灭菌处理。本发明专利技术还提供上述制备方法制得的多孔异种骨骨粉修复材料。本发明专利技术的制备方法可在较低温度条件下彻底脱除引起免疫抗原反应的脂肪和蛋白质，处理过程中没有有毒有害的有机溶剂污染，处理后的异种骨材料呈弱结晶结构，并含有大量的碳酸根，能够较好地促进骨组织再生。

Method for preparing porous xenogeneic bone bone powder by short flow process and material for bone repair made by this method

The invention provides a preparation method of porous xenogeneic bone powder repairing material: 1) the cancellous bone of mammals is prepared into powder, and after being washed and dried with water, the organic matter is initially removed by soaking in hydrogen peroxide solution and sodium hydroxide solution, and then washed and dried with water; 2) the cancellous bone and alkaline solution of the organic matter are initially removed. Place the cancellous bone together with distilled water in the pressurized airtight container, heat and keep warm, wash and dry with water; 3) heat and keep warm, wash and dry with water; 4) calcine and sterilize. The invention also provides porous porous bone and bone powder repair material prepared by the above preparation method. The preparation method of the invention can completely remove the fat and protein which cause the immune antigen reaction under the condition of lower temperature, and there is no toxic and harmful organic solvent pollution in the process of treatment. The xenogeneic bone material after treatment has a weak crystalline structure and contains a large amount of carbonate, which can better promote bone tissue regeneration.

【技术实现步骤摘要】
短流程制备多孔异种骨骨粉修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料
本专利技术属于生物医学工程材料领域，具体涉及一种制备用于外科手术中对骨组织进行修复的多孔异种骨骨粉修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料。
技术介绍
由于创伤、肿瘤、感染等因素引起的骨组织缺损是骨科临床常见疾病。骨移植术是常用的修复方法，骨移植主要分为自体骨移植、同种异体骨移植和异种骨移植。前两种方法的主要局限性在于供源缺乏、易发生供区并发症、存在疾病传染潜能，异种骨移植为骨缺损修复提供了新的思路和方法。在骨移植手术中，对异种骨修复材料要求很高，需要异种骨修复材料具备以下特点：(1)不含引发免疫反应的脂肪和蛋白质；(2)能够制备成一定的尺寸，便于填充；(3)具有骨诱导性和骨传导性；(4)良好的生物相容性和适度的生物降解性，降解速度需和骨组织的再生速度相匹配，在人体内的降解产物对人体无害；(5)具有支持骨细胞生长和功能分化的表面化学性质和微结构；(6)易于加工、消毒、存储。异种骨修复材料的制备关键是脱除脂肪、蛋白质等易引起抗原性的有机物。目前，异种骨修复材料的脱脂、脱蛋白主要采用化学浸泡处理、高温煅烧的方法。化学浸泡处理通常使用乙二胺、丙酮、氯仿、甲醇、乙醚等有毒溶剂。大量使用有毒溶剂会造成较大的环境压力。此外，由于异种骨修复材料呈多孔结构，有毒溶剂很难通过清洗处理干净，会导致有毒化学试剂残留，破坏异种骨的生物活性。化学浸泡处理方法中氢氧化钠和双氧水联合处理法也常被使用，但其只能部分消除异种骨的抗原性，且随着浸泡时间的延长，其强度和化学组成会发生较大的变化。高温煅烧是指在高温条件下(＞600℃)对异种骨进行煅烧去除有机物，高温煅烧会破坏异种骨修复材料的弱结晶结构，且骨中的碳酸盐也会分解，使异种骨修复材料失去生物活性。所以，目前使用的有毒溶剂浸泡法和高温煅烧法都不能满足异种骨的制备要求。MuruganR等人(MuruganR，RamakrishnaS，RaoKP.Nanoporoushydroxy-carbonateapatitescaffoldmadeofnaturalbone[J].MaterialsLetters，2006，60(23)：2844-2847.)先使用丙酮和乙醚冲洗牛皮质骨初步去除有机物，再将4％NaOH溶液和牛皮质骨一起进行碱热处理，最后通过在500℃煅烧获得了异种骨修复材料。该方法在制备过程中使用了丙酮和乙醚两种有毒溶剂，会造成有毒溶剂的残留。此外，NaOH处理和较高温度的煅烧温度，显著破坏了异种骨的弱结晶结构、生物活性和其特有的显微结构。BarakatNAM等人(BarakatNAM，KhilMS，OmranAM，etal.Extractionofpurenaturalhydroxyapatitefromthebovinebonesbiowastebythreedifferentmethods[J].Journalofmaterialsprocessingtechnology，2009，209(7)：3408-3415.)以牛骨为原料，使用丙酮溶液将脂肪去除，并将其制备成450μm以下的粉末。再通过250℃温度下使用25％浓度的NaOH溶液碱热5h制备了纳米羟基磷灰石粉末。该法制得的异种骨材料为高度结晶化的纳米级羟基磷灰石粉，完全丧失了牛骨(特别是松质骨)的多维孔洞结构和弱结晶的晶体结构特征。此外，在制备过程中使用了丙酮溶液，会使制得的异种骨修复材料中存在有毒溶解残留。Geistlich公司生产的(Geistlich，Switzerland)是一种在骨移植手术中广泛使用的异种骨移植材料。该公司U.S.PatentNo5,167,961专利(Lussi，Heinz；Geistlich，Peter.Processforpreparinghighpuritybonemineral.U.S.PatentNo5,167,961，1992.)中先使用有毒溶剂乙二胺初步去除有机物，再通过其特制的溶液和去离子水反复清洗，最后再进行250℃～600℃煅烧制备了异种骨材料。该方法可能出现有毒溶剂残留，并且该方法制备时间超过15天，制备流程过长。Zimmermann等人(ZimmermannCE，GierloffM，HedderichJ，etal.Biocompatibilityofbonegraftsubstitutes：effectsonsurvivalandproliferationofporcinemultilineagestemcellsinvitro[J].Foliamorphologica，2011，70(3)：154-160.)研究发现，将浸出液和细胞共同培养，只有1/3的粘附细胞存活下来，侧面说明残留部分有毒化学溶剂。因此，目前急需解决的异种骨制备的难题是：(1)制备过程中不使用有毒溶剂，防止破坏异种骨的生物活性；(2)能够制备一定尺寸并且具有异种骨原始微纳孔洞结构的异种骨骨块，便于特定条件下的骨缺损修复；(3)制备过程的温度较低，减少对异种骨弱结晶性和碳酸根含量的影响。。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的异种骨制备方法，通过该法可以制备出具有丰富多孔结构并呈弱结晶状态的异种骨修复材料。本专利技术另一目的在于提供上述制备方法制得的多孔异种骨骨粉修复材料。技术方案：本专利技术提供一种多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法，包括以下步骤：1)将初步去除有机物后的粉末状松质骨浸泡在碱性溶液中，置于承压密闭容器中，加热至100～240℃后在100～240℃保温1～12小时，降温后取出松质骨用水清洗，干燥；2)将步骤1)处理后的松质骨浸泡在蒸馏水或去离子水中，置于承压密闭容器中，加热至100～240℃后在100～240℃保温1～12小时，降温后取出松质骨用水清洗，干燥；3)将步骤2)处理后的松质骨在300～480℃煅烧4～24小时后进行灭菌处理，得到所述多孔异种骨骨粉修复材料。上述初步去除有机物的方法包括：a)将切成粉末状的哺乳动物的松质骨用水清洗至无可见骨髓组织为止，干燥后，用过氧化氢溶液浸泡后洗净，干燥；b)将步骤a)处理后的松质骨用氢氧化钠溶液浸泡，然后用水清洗，干燥。上述初步去除有机物的方法通过水洗、过氧化氢溶液浸泡和氢氧化钠溶液浸泡，可初步去除松质骨中的脂肪、蛋白质。步骤1)通过碱热处理，可基本除净除松质骨中的脂肪、蛋白质；步骤2)通过水热处理，可将步骤1)处理后粘附在松质骨中的碱去除；步骤3)通过煅烧和灭菌处理，可消灭哺乳动物松质骨中本身携带的病菌。上述哺乳动物可以为常见的哺乳动物，如猪、羊、马等。上述初步去除有机物的方法中，步骤a)中，将哺乳动物的松质骨制备成颗粒直径大小为0.1mm～5mm的粉末状，用水清洗优选用高压水枪冲洗，直到骨组织色泽白色偏黄，无可见骨髓组织为止，然后在干燥箱中干燥12小时；过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数优选为10％～70％，用过氧化氢溶液浸泡的条件为在5～70℃下浸泡12～48小时；在过氧化氢溶液中浸泡后的松质骨用蒸馏水反复清洗，然后在干燥箱中干燥12小时。步骤b)中，将干燥后的松质骨在氢氧化钠溶液中5～70℃下浸泡12～48小时，浓度优选为0.5～4M；在氢氧化钠溶液中浸泡后的松质骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：1)将初步去除有机物后的粉末状松质骨浸泡在碱性溶液中，置于承压密闭容器中，加热至100～240℃后在100～240℃保温1～12小时，降温后取出松质骨用水清洗，干燥；2)将步骤1)处理后的松质骨浸泡在蒸馏水或去离子水中，置于承压密闭容器中，加热至100～240℃后在100～240℃保温1～12小时，降温后取出松质骨用水清洗，干燥；3)将步骤2)处理后的松质骨在300～480℃煅烧4～24小时后进行灭菌处理，得到所述多孔异种骨骨粉修复材料。

【技术特征摘要】
1.一种多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：1)将初步去除有机物后的粉末状松质骨浸泡在碱性溶液中，置于承压密闭容器中，加热至100～240℃后在100～240℃保温1～12小时，降温后取出松质骨用水清洗，干燥；2)将步骤1)处理后的松质骨浸泡在蒸馏水或去离子水中，置于承压密闭容器中，加热至100～240℃后在100～240℃保温1～12小时，降温后取出松质骨用水清洗，干燥；3)将步骤2)处理后的松质骨在300～480℃煅烧4～24小时后进行灭菌处理，得到所述多孔异种骨骨粉修复材料。2.根据权利要求1所述的多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述粉末状松质骨的颗粒直径为0.1mm～5mm；所述初步去除有机物的方法包括：将粉末状松质骨用水清洗至骨组织色泽白色偏黄，无可见骨髓组织为止，然后依次用过氧化氢溶液和强碱溶液浸泡，洗净，干燥。3.根据权利要求1所述的多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述承压密闭容器为反应釜，所述碱性溶液的pH值为8～...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，武鑫，王阳阳，吴蒙，何庆贤，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32