包含胶原和脱矿骨基质的交联组合物制造技术

描述了一种包含胶原蛋白和脱矿骨基质的组合物，其中，组合物与碳二亚胺如Ｎ－（３－二甲基氨基丙基）－Ｎ－乙基碳二亚胺盐酸盐（ＥＤＣ）化学交联。交联反应可以在Ｎ－羟基琥珀酰亚胺（ＮＨＳ）的存在下进行。胶原可以是多孔基质或支架。ＤＢＭ可以是分散在胶原中的颗粒形式。还描述了一种制备上述组合物的方法，其中，将胶原浆液浇铸成所需形状，冷冻，形成多孔支架，并渗入包含交联剂的溶液。该组合物可用作组织（例如软组织或骨）工程植入物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及生物假体装置，具体涉及包含脱矿骨基质(DBM)的基于化学交联胶原的载体，并涉及这些材料作为植入物如骨诱导植入物的应用。
技术介绍
已使用各种材料来修复或再生由于创伤或疾病而缺失的骨或软组织。通常，可植入的骨修复材料提供多孔基质(例如支架(scaffolding))，用于负责骨发生的细胞的移植、增殖和后续的分化。虽然这种方法提供的组合物产生骨侵入性生长的稳定结构，它们不能促进骨增殖或骨再生。后来的方法使用含有生物活性蛋白的骨修复基质，将其植入骨缺损部位，不仅能够提供骨侵入性向内生长的支撑还能主动诱导骨细胞复制和分化。一般来说，这些骨诱导组合物包含提供骨侵入性生长的支撑的基质、依赖贴壁细胞和骨诱导蛋白源。基质可选自多种材料，包括胶原、聚乳酸或无机材料如生物可降解多孔陶瓷。已发现可通过骨发生过程诱导新骨形成的两种具体物质包括脱矿物质骨颗粒或粉末和骨形成蛋白(BMP)。虽然已有多种组合物用于组织工程，仍然存在对可促进和提高骨和软组织修复和再生进行改进或增强的需要，以加快接受植入物的患者的复原和较佳结果。专利技术概述根据本专利技术的第一方面，提供了一种含有脱矿骨基质(DBM)和胶原蛋白的组合物，其中，该组合物是交联的。组合物可与碳二亚胺化学交联。碳二亚胺可以是N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)。组合物可在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的存在下与碳二亚胺化学交联。所述组合物还可包含一种或多种生长因子。胶原蛋白可在多孔支架中。DBM可以是颗粒的形式。例如，该组合物可含有分散在含胶原蛋白的多孔支架中的DBM颗粒。DBM颗粒的平均粒度可大到5mm。例如，DBM颗粒的平均粒度可为53-850μm。根据本专利技术的第二方面，提供了一种制备包含胶原蛋白和脱矿骨基质的组合物的方法，该方法包括使组合物交联。组合物可与碳二亚胺化学交联。碳二亚胺可以是N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)。组合物可在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的存在下与碳二亚胺化学交联。使用NHS时，NHS可以EDC/NHS比为1∶2、2∶3或2∶5的比例存在。反应可在或不在pH恒定的环境下如缓冲溶液中发生。本专利技术此方面方法还包括将脱矿物质骨颗粒分散在胶原浆液中，将浆液浇铸入模具腔，将铸模浆液冻干，形成含有脱矿骨基质颗粒的多孔胶原支架。例如，浆液可以是含有胶原蛋白和DBM颗粒的水性浆液。浆液可以是酸性pH。根据本专利技术的这一方面，交联可包括将碳二亚胺交联剂过滤进入多孔胶原支架的孔中并使碳二亚胺交联剂与胶原蛋白分子反应形成交联。根据本专利技术的第三方面，提供了一种治疗方法，该方法包括将包含脱矿骨基质(DBM)和胶原蛋白的组合物植入哺乳动物，其中组合物是交联的。组合物可与碳二亚胺化学交联。该组合物可在矫形应用中使用。例如，可将该组合物植入哺乳动物的脊柱或哺乳动物的椎间隙。哺乳动物可以是人。根据本专利技术的第四方面，提供了一种包含脱矿骨基质(DBM)和胶原蛋白的组合物，其中组合物通过亚胺键交联。组合物可包括分散在胶原蛋白中的DBM颗粒。胶原蛋白可以在多孔支架中。DBM颗粒的平均粒度可大到5mm。例如，DBM颗粒的平均粒度可为53-850μm。附图简要说明附图说明图1阐述了使用本专利技术的碳二亚胺交联剂形成酰胺交联蛋白基质的过程。图2-7是已经植入大鼠中的胶原/DBM海绵材料组织切片的图片。专利技术详述根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种包含在胶原载体中的DBM的组合物，该组合物提供细胞迁移的骨传导基质且植入患者后的持续时间延长。根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种交联含有胶原和DBM的组合物的化学交联方法。交联中，胶原分子可通过胶原分子上存在的反应性基团交联在一起。也是在交联中，由于DBM上反应性表面基团的存在，胶原分子可与DBM交联。结果，产生了一种植入后存在时间更长且随着骨的形成体内还可反转的骨传导基质。这种方法也可控制加入到基质中的DBM的量并最优化最终组合物的材料处置特性。根据本专利技术的另一个实施例，可使用碳二亚胺如N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)来化学交联组合物。图1阐述了使用碳二亚胺形成酰胺交联蛋白质基质的过程。如图1所示，第一蛋白质分子上的自由羧酸基团与碳二亚胺反应，形成O-酰基异脲基团。例如，羧酸基团可以在胶原分子的谷氨酸或天冬氨酸残基上。然后，所得O-酰基异脲基团可与第二蛋白质分子的胺基反应，形成交联。例如，胺基可在胶原分子的羟基酪氨酸残基上。虽然上面讨论了胶原分子间的交联，交联也可在DBM和胶原之间形成。例如，脱矿骨基质表面上的羧酸基团可与碳二亚胺反应，所得O-酰基异脲基团再与胶原分子上的胺基反应。根据本专利技术的又一个实施方式，胶原基质可在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的存在下与碳二亚胺(如EDC)交联。交联反应中加入NHS可增加交联反应速率，因而使得胶原/DBM组合物比不使用NHS的组合物具有更高的交联密度。根据本专利技术的又一个实施方式，胶原基质可在缓冲的或恒定pH条件下与EDC交联。多种交联条件公开于国际出版号WO 85/04413。交联条件的例子包括但不限于，碳二亚胺浓度10-300mM，反应温度2-40℃，pH 2-11，反应时间约1-96小时。另一个反应条件的例子包括碳二亚胺浓度20-200mM，反应温度10-35℃，pH 3-9，反应时间约为2-48小时。其它反应条件包括碳二亚胺浓度50-150mM，反应温度20-30℃，pH 4-6.5，反应时间4-24小时。虽然上文描述了EDC，但根据本专利技术的一个实施方式，也可使用其它碳二亚胺交联剂，包括但不限于氨腈。根据本专利技术的一个实施方式，骨诱导组合物中还可加入生长因子、细胞、增塑剂和含钙或磷的化合物。化学交联方法使得加入到基质中DBM的量和材料处置特性最优化而不明显影响DBM的骨诱导能力。交联法使得产生胶原/DBM组合物，该组合物水合时能维持其形状且水合压缩后能再获得其高度。根据本专利技术的一个实施方式，可将胶原/DBM组合物切割成各种形状，并且当卷起以匹配植入物各种构型时能维持其结构。组合物可保留在植入部位中6-10周的时间。然后，该时间范围金枪鱼植入部位和患者个体差异。天然成分胶原可使细胞附着和迁移，并且可被缺损部位存在的细胞重塑。根据又一个实施方式，组合物可以是小胶原海绵材料的形式。这些海绵材料可单独填充入缺损部位或与用于骨或软组织修复的同种异体移植组织联用。例如，小胶原海绵材料可以是立方体或矩形固体形式。海绵材料的大小可为2-10mm。并且，可将海绵材料研磨成较细大小，与盐水或另一种稀释剂组合，产生糊状材料。这种糊状材料可被注射或填充入伤口部位，用于骨或软组织的修复。此外，根据本专利技术的一个实施方式，包含DBM和胶原的组合物的植入物可提供具有骨诱导和骨传导特性的组合物，以促进骨形成。根据本专利技术的示例性实施方式，胶原蛋白在多孔支架中。例如，胶原基质可以是多孔或半多孔海绵材料的形式。或者，胶原基质可以是膜、纤维样结构、粉末、羊毛状、颗粒或纤维的形式。多孔支架可提供骨向内生长的骨传导基质。DBM可以是任何粒度或形状的颗粒形式。例如，根据本专利技术的一个实施方式，可使用平均之间最多5mm的DBM颗粒。根据本专利技术的再一个实施方式，可使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：脱矿骨基质（ＤＢＭ）；和胶原蛋白；其中，所述组合物是交联的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-7-25 10/626,5711.一种组合物，其包含脱矿骨基质(DBM)；和胶原蛋白；其中，所述组合物是交联的。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物与碳二亚胺交联剂化学交联。3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述碳二亚胺交联剂是N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)。4.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的存在下化学交联。5.如权利要求1所述的组合物，其还包含一种或多种生长因子。6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含2-95重量％的DBM。7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含55-85重量％的DBM。8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述DBM包含分散在胶原中的DBM颗粒。9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述胶原蛋白在多孔支架中。10.如权利要求9所述的组合物，其特征在于，所述DBM包含分散在多孔支架中的DBM颗粒。11.如权利要求8所述的组合物，其特征在于，所述DBM颗粒的平均粒度最大为5mm。12.如权利要求8所述的组合物，其特征在于，所述DBM颗粒的平均粒度为53-850μm。13.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物与选自以下的化合物化学交联戊二醛、甲醛、1，4-丁二醇二甘油醚、羟基吡啶鎓、羟赖氨酰吡啶鎓和甲醛溶液。14.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物通过照射进行交联。15.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物通过光氧化进行交联。16.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物通过酶加工进行交联。17.如权利要求16所述的组合物，其特征在于，所述胶原蛋白通过组织转谷氨酰胺酶的作用进行交联。18.如权利要求16所述的组合物，其特征在于，所述组合物与赖氨酰氧化酶交联。19.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物通过脱水加热处理进行交联。20.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物在酸性条件下交联。21.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，使用e-射线照射、γ照射或光照使所述胶原蛋白交联。22.如权利要求21所述的组合物，其特征在于，使用脉冲光使所述胶原蛋白交联。23.如权利要求1所述的组合物，其还包含间隔基。24.如权利要求23所述的组合物，其特征在于，所述间隔基是聚氧亚烷基胺间隔基或聚乙二醇间隔基。25.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含乙烯基吡咯烷酮或甲基丙烯酸甲酯。26.如权利要求1所述的组合物，其还包含选自以下的添加剂胶原酶抑制剂、生长因子、抗体、金属蛋白酶、细胞附着片段和它们的组合。27.如权利要求26所述的组合物，其特征在于，所述添加剂与胶原或DBM结合。28.如权利要求26所述的组合物，其特征在于，所述添加剂不与胶原或DBM结合。29.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物通过糖化或糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：WF麦克凯，MW托里亚尼，FJL埃弗拉尔茨，SJ德拉皮尔，
申请(专利权)人：SDGI控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]