基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物及其制备方法，属于骨修复材料领域。具体地，所述基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物包含按重量份数20

【技术实现步骤摘要】
基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物及其制备方法，属于骨修复材料领域。

技术介绍

[0002]人体骨组织是通过DNA的调节使氨基酸形成胶原蛋白、在形成胶原蛋白的过程中将钙、磷按照一定的比例和排列固定在胶原分子量上形成特定生理结构的骨组织。因此骨的起源是小分子氨基酸形成胶原并在DNA的表达下通过成骨细胞吸收固定钙、磷形成初始骨组织并通过破骨细胞重建形成成熟的骨组织。而人体对钙的吸收率和多种因素有关，大致在15％到45％之间，很难再提高。实验证实，多种钙保健品的吸收率大致相同，维生素d具有强烈的促进钙质吸收的作用，因此在补钙产品中加入适量的维生素d可以增加对钙的吸收。葡萄糖酸钙只能吸收7
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9％，碳酸钙只能吸收率仅为40％。氨基酸钙吸收率高达80％以上，未被吸收的部分随排泄物排出体外。氨基酸钙是被美国医学界所推荐的最佳钙补充剂。
[0003]另一方面，骨组织受伤后或发生病变手术后，其修复和重建是从组织受损的创伤面开始(不是从植入的材料表面开始)，通过骨组织的生理和理化反应和植入材料的表面发生作用，材料表面的成分逐步被骨组织吸收并沉积在骨组织表面形成新骨，随着对材料表面成分的逐步吸收材料逐步以分子和离子形态降解剥离、材料尺寸逐步变小直至完全消失、骨组织完成修复成整体、在这一过程中DNA表达会使破骨细胞对形成的新骨改建形成成熟的骨组织，完成创伤和缺损的全面修复并恢复骨组织的生理功能。从这个层面看，材料只是提供占位、支撑和提供修复成分的临时角色，需要能够与骨组织修复和重建保持对应的降解和分解速度。
[0004]因此，只有能够完成被降解、吸收的材料才能完成骨组织的再生和重建。如果材料无法被组织完全吸收和降解，则会长期存在于骨组织的损伤中心内、形成与骨组织组成和功能不一致的区域，骨组织的生理功能则不会完全修复。而目前临床使用的大部分骨修复材料除了硫酸钙之外都是这类材料，即“烂尾楼”式的状态，即材料植入骨组织内表面的部分组织发生作用部分被吸收降解形成骨组织，另一部分包裹在中间长期存在于骨组织内，材料与新骨之间存在物理界面、其理化和生理组成与骨组织不一致。
[0005]为了解决这种“烂尾楼”式的状态，本专利技术申请人前期专利技术了聚氨基酸系列骨修复材料，但是由于氨基酸聚合温度高、分子量高低不一、对氨基酸的选定没有严格限制，含有大量的非α氨基酸，其降解性能需要严格控制其分子量和分子量分布、并需要严格控制其与钙磷盐复合的温度和条件，即整个过程操控困难不易实现，不利于工业化。

技术实现思路

[0006]针对上述缺陷，本专利技术提供了基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物及其制备方法。成熟的骨组织是由氨基酸组成的蛋白质(胶原)与类骨磷灰石按照一定的生理结构排列组成的功能复合材料。其起源和过程并不是类骨磷灰石或羟基磷灰石，本专利技术从组成
骨组织起源和过程设计出以人体必需氨基酸为主要成分的自凝固复合骨植入物，其由人体必需氨基酸与有机钙反应形成容易被骨组织吸收的钙源、有机含能和信息磷化合物作为磷源和营养成分、半水或无水硫酸钙作为快速凝固成分组成，其作为固相通过定量比例与去离子水或注射用水形成基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物应用产品。其中人体必需氨基酸:有机含能和信息磷化合物:硫酸钙的质量比例为20
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50:10
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30:30
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50。固相与液相比例为100:30
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60(g/ml)。该人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物具有安全无毒性、全降解、活性高、易塑形等特点，能够在骨组织修复和重建过程中促进骨组织修复重建并完全被骨组织替代。
[0007]具体地，本专利技术提供了一种基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物，其包含按重量份数20
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50份的氨基酸钙、10
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30份的有机钙磷和30
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50份的硫酸钙，其中所述氨基酸为人体必需氨基酸。
[0008]进一步地，所述氨基酸钙由人体必需氨基酸与有机钙化合物在适合生成氨基酸钙的条件下反应获得。适合生成氨基酸钙的条件可以由本领域技术人员能够容易地确定，例如所述反应可以包括在超声分散和/或搅拌下在7.0
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9.0，优选7.5
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8.5的pH下反应。进一步地，所述反应还包括过滤反应产物以获得沉淀物，经洗涤干燥后即得所述氨基酸钙。进一步地，人体必需氨基酸与有机钙化合物的反应化学计量不受严格限制，因为选择的人体必需氨基酸和有机钙化合物都可以为骨组织形成新骨提供成骨元素和营养。作为举例，人体必需氨基酸与有机钙化合物的比例可以为1.5
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3:1(mol)，优选1.75
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2.25:1。
[0009]进一步地，人体必需氨基酸选自赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸和组氨酸中的一种或几种。例如，人体必需氨基酸可以是两种或更多种所述人体必需氨基酸的混合物。例如，人体必需氨基酸可以是等摩尔量的两种或更多种所述人体必需氨基酸的混合物。
[0010]进一步地，所述有机钙磷由有机磷化合物与有机钙化合物在适合生成有机钙磷的条件下反应获得。适合生成有机钙磷的条件可以由本领域技术人员能够容易地确定，例如所述反应可以包括在超声分散和/或搅拌下在6.5
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8.5，优选7.0
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7.5的pH下反应。进一步地，所述反应还包括过滤反应产物以获得沉淀物，经洗涤干燥后即得所述有机钙磷。进一步地，有机磷化合物与有机钙化合物的反应化学计量不受严格限制，因为选择的钙源和有机磷都可以为骨组织形成新骨提供成骨元素和营养。作为举例，有机钙化合物与有机磷化合物的比例可以为0.9
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2.0:1(mol)，优选1.0
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1.5:1。
[0011]进一步地，所述有机磷化合物选自腺苷
‑5’‑
三磷酸二钠盐、腺苷
‑
5'
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三磷酸二钾盐、腺苷
‑
5'
‑
二磷酸钠盐、腺苷
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5'
‑
二磷酸钾盐和腺苷
‑
3',5'
‑
环状单磷酸钠水合物中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述有机钙化合物包括糖酸钙或小分子有机酸钙。
[0013]进一步地，所述小分子有机酸钙包括乙酰丙酸钙、苹果酸钙、乙酸钙、丙酸钙。
[0014]进一步地，所述硫酸钙选自无水硫酸钙或半水硫酸钙。
[0015]本专利技术还提供了一种制备如本文所述的基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物的方法，其包括以下步骤：
[0016](1)将人体必需氨基酸与有机钙化合物在适合生成氨基酸钙的条件下反应，得到氨基酸钙，
[0017](2)将有机磷化合物与有机钙化合物在适合生成有机钙磷的条件下反应，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物，其特征在于，包含按重量份数20
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50份的氨基酸钙、10
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30份的有机钙磷和30
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50份的硫酸钙，其中所述氨基酸为人体必需氨基酸。2.根据权利要求1所述的自凝固复合骨植入物，其特征在于，所述氨基酸钙由人体必需氨基酸与有机钙化合物在适合生成氨基酸钙的条件下反应获得；优选地，所述人体必需氨基酸选自赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸和组氨酸中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的自凝固复合骨植入物，其特征在于，所述有机钙磷由有机磷化合物与有机钙化合物在适合生成有机钙磷的条件下反应获得；优选地，所述有机磷化合物选自腺苷
‑5’‑
三磷酸二钠盐、腺苷
‑
5'
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三磷酸二钾盐、腺苷
‑
5'
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二磷酸钠盐、腺苷
‑
5'
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二磷酸钾盐和腺苷
‑
3',5'
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环状单磷酸钠水合物中的一种或几种。4.根据权利要求2或3所述的自凝固复合骨植入物，其特征在于，所述有机钙化合物包括糖酸钙或小分子有机酸钙；优选地，所述小分子有机酸钙包括乙酰丙酸钙、苹果酸钙、乙酸钙、丙酸钙。5.根据权利要求1所述的自凝固复合骨植入物，其特征在于，所述硫酸钙选自无水硫酸钙或半水硫酸钙。6.一种制备如权利要求1
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5中任一项所述的基于人体必需氨基酸的自凝固复合骨植入物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将人体必需氨基酸与有机钙化合物在适合生成氨基酸钙的条件下反应，得到氨基酸钙，(2)将有机磷化合物与有机钙化合物在适合生成有机钙磷的条件下反应，得到有机钙磷，(3)将20
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50重量份的步骤(1)的氨基酸钙和10
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30重量份的步骤(2)的有机钙磷与30
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50重量份的硫酸钙混合，在120
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200℃、0.1
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1.0Mpa下水热处理2
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8小时，冷却后得到基于人体必需氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦雪菲，黄伟，邓光进，严永刚，
申请(专利权)人：中鼎凯瑞科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：