再生性骨植入物制造技术

本发明专利技术描述了一种再生性骨植入物。该植入物包括一种生物相容性和生物降解性多孔基质，及排列于孔中并与基质共价结合的一种生物相容性和生物降解性生物聚合物。任选地，该植入物进一步包括也排列于孔中并可与基质共价结合的一种骨生成刺激物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种再生性骨植入物、其制备及其应用。本文提到的术语“基质”是可用无机化合物(如羟基磷灰石)或用有机聚合物(如聚乳酸(polylactic acid)或聚乙醇酸(polyglycolicacid))制备的材料，具有拟被替代的骨的机械强度。本文提到的术语“生物聚合物”是一种蛋白(如胶原)或含有蛋白的大分子(如蛋白多糖)，其可以作为细胞附着和迁移的支架以利于新生骨组织的再生。生物聚合物排列于基质的孔中，使细胞更有效的迁移和向内生长。骨生成刺激物是一种促进骨组织生长和维持骨质量的因子，如骨生成素(osteoprotegerin)。本专利技术还描述了制备再生性骨植入物的方法。该方法涉及提供上述具孔的基质和含有上述生物聚合物的液体，将基质浸入液体中从而使聚合物排列在孔中。该方法可进一步包括将生物聚合物共价结合于基质上。液体还可含有排列于基质孔中的骨生成刺激物。任选地，骨生成刺激物共价结合于基质上。用上述再生性骨植入物取代病人体内受损骨的治疗方法也属于本专利技术范围。本专利技术的其他特点或优点将通过下述几个实施方案的详细说明及所附权利要求进行阐明。用于制备本专利技术植入物的一种基质的实例是基于羟基磷灰石的基质，其主要成分是羟基磷灰石。羟基磷灰石天然存在于，例如，骨，釉质，或牙本质中，多年来已用于骨替代物或包被材料。参照，例如，Frame(1987)国际口上颌面外科学杂志16642-55，及Parsons等(1988)纽约科学院年报523190-207。可以使用熟知的方法制备羟基磷灰石或从供货商处购买。它可以是一种分子式为Ca10(PO4)6(OH)2的纯化合物，或是一种含有其它离子，例如碳酸盐，氟离子，氯离子，或钡离子的组合物。在使用基于羟基磷灰石的基质制备本专利技术骨植入物时，基质可进行热液处理以获得目的孔径，例如直径150μm至350μm，或200μm至300μm。为了使生物聚合物共价结合于基于羟基磷灰石的基质上，基质表面、尤其是孔的内表面要先用官能团例如氨基或羟基修饰。可以通过等离子沉积或化学引发(chemical priming)引入官能团。用于等离子沉积的材料包括，但不局限于，氨等离子，烯丙胺等离子，烯丙醇等离子，和任何含有氨基、羟基或其它活性基团的气体等离子。用于化学引发的化合物可以是氨基硅烷，羟基硅烷，或含有氨基、羟基或其它活性基团的其它硅烷。参照，例如，Sano等(1993)生物材料14817-822；及Wang和Hsiue(1993)聚合物科学杂志，A部分聚合物化学312601-2607。一种用于制备本专利技术植入物的生物聚合物的实例是胶原。胶原，例如I型胶原，能够从人体或动物组织中，例如腱、皮肤、骨或韧带中分离。参照，例如，Miller和Rhodes，(1982)酶学方法8233-64。胶原可以用保留端肽的方法进行纯化(例如，美国专利号3,114,593)，或选用去除端肽的方法进行纯化(例如，美国专利号4,233,360)。还可以使用化学试剂(例如，美国专利号5,876,444和6,177,514)或使用其它方法(例如，紫外光照)进行交联而重建。胶原可以与基于羟基磷灰石的基质共价结合。可以在胶原的官能团(例如羧基)和修饰的羟基磷灰石的官能团(例如，氨基)之间直接形成共价键，也可以通过第三种分子例如一种交联剂间接形成共价键。交联剂是一种具有两个官能团的试剂。其中的一个官能团可与生物聚合物形成键而另一个与基质形成键。交联剂的例子包括，但不局限于，戊二醛，tresyl氯化物，及N-羟基琥珀酰亚胺。骨生成素是骨生成刺激物的一个实例，其可以排列于上述基质的孔中。骨生成素是肿瘤坏死因子(TNF)超家族中的一种蛋白。其活性与骨代谢有关，尤其具有抑制骨吸收从而增加骨密度的活性。Simonet等(1997)细胞89(2)；309-19。大鼠骨生成素为401个氨基酸的蛋白，与小鼠和人的骨生成素分别有85％和94％的同源性。本文中术语“骨生成素”是指具有全部或部分大鼠、小鼠或人骨生成素氨基酸序列的多肽(参照，例如，美国专利号6,015,938)或其衍生物，并具有抑制骨吸收的活性。在植入物用于替代骨缺损时，优选含有足够量的骨生成刺激物(例如，0.02％至0.1％重量百分比)以刺激骨生长并抑制骨吸收。骨生成刺激物可通过本领域熟知的方法共价结合于基质上。本领域的骨植入物可以如下制备根据，例如，Roy和Linnehan(1974)自然247220-222中所述的热液处理方法，或根据，例如，Liu(1996)生物材料171955-57，和Liu(1997)陶瓷国际23135中所述的有机颗粒方法制备多孔羟基磷灰石。制备过程中，将多孔羟基磷灰石制成目的形状以获得基于羟基磷灰石的基质。接着，成形基质浸入含有具两个官能团的交联剂的溶液中。其中一个官能团与基质反应，在交联剂和基质间形成共价键。制备含有生物聚合物和任选的骨生成刺激物的另一种溶液。尤其是，可以将含生物聚合物的溶液与含骨生成刺激物的溶液混合形成同质溶液。然后将含交联剂的基质浸入上述溶液一段足够的时间，以通过交联剂的第二官能团在交联剂和生物聚合物(及骨生成刺激物，如果存在)间形成另一个共价键。接着从溶液中取出基质并冻干。如果在如上获得的骨植入物中不包括骨生成刺激物，可将骨植入物浸入含这种刺激物的溶液中使刺激物与基质结合，接着在空气中干燥或冻干。使用任一种方法，均可将骨生成刺激物排列于多孔基质外表面和内表面。这样制备的再生骨植入物能够用于普通外科手术替代骨缺损。下述特定实施例仅用于举例说明，并非限以任何方式限制本专利技术。根据本文详述无须进一步说明，本领域任何熟练技术人员均可最大程度的应用本专利技术。本文引用的出版物，包括专利，以其全文引入作为参考。材料的制备制备多孔羟基磷灰石基质。羟基磷灰石粉末使用湿化学法制备，包括如下反应。多孔羟基磷灰石基质按如下步骤制备(i)制备含有羟基磷灰石粉末，碳化硅，氯化镁，和水的浆料；(ii)将网状基材(例如，聚氨基甲酸酯，聚氯乙烯，或聚乙二醇)模塑成目的形状；(iii)用浆料包被网状基材；及(iv)通过离心去除多余的浆料。如果有必要，可以重复步骤(i)-(iv)。将这样获得的含羟基磷灰石基材在1200℃烧结，接着冷却。温度缓慢上升使网状基材逐渐分解而不形成裂缝。这样，即可获得多孔羟基磷灰石基质，孔平均大小200-350μm。洗涤后，基质用γ射线照射(20kGy)消毒。提取及纯化I型胶原。I型胶原从新西兰白兔腱中提取并纯化。分割腱，切成片状，并用冷蒸馏水多次清洗去除血浆蛋白，接着用溶解于50mM Tris-HCl pH7.4的0.5M NaCl在4℃持续搅拌过夜而提取。轻轻倒出上清，剩余物用冷蒸馏水清洗，换水几次除盐，然后在4℃与pH2.5的HOAc孵育过夜获得水相提取物。在提取物中加入盐溶液(0.9M NaCl)，形成沉淀。13,000rpm离心30分钟收集沉淀，用0.05M HOAc溶解形成含有胶原的溶液。在24到48小时内在该含有胶原的溶液中两次加入另一种盐溶液(0.02M Na2HPO4)形成沉淀。离心收集沉淀，溶解于50mM HOAc获得另一种含胶原的溶液。该含胶原的溶液对5mM HOAc透析，最后冻干。表达重组骨生成素。表达质粒的构建本文档来自技高网...

【技术保护点】
再生性骨植入物，包括： 生物相容性和生物降解性多孔基质，和 排列于孔内并与所述基质共价结合的生物相容性和生物降解性生物聚合物。

【技术特征摘要】
US 2001-9-5 09/946,9141.再生性骨植入物，包括生物相容性和生物降解性多孔基质，和排列于孔内并与所述基质共价结合的生物相容性和生物降解性生物聚合物。2.权利要求1的再生性骨植入物，还包括一种骨生成刺激物，它也排列于孔中。3.权利要求2的再生性骨植入物，其中所述的骨生成刺激物与所述的生物相容性和生物降解性基质结合。4.权利要求2的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性基质是一种基于羟基磷灰石的基质。5.权利要求4的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性生物聚合物是胶原。6.权利要求5的再生性骨植入物，其中所述的骨生成刺激物是骨生成素。7.权利要求2的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性基质是一种基于羟基磷灰石的基质。8.权利要求2的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性生物聚合物是胶原。9.权利要求1的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性基质是一种基于羟基磷灰石的基质。10.权利要求9的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性生物聚合物是胶原。11.权利要求1的再生性骨植入物，其中所述的生物相容性和生物降解性生物聚合物是胶原。12.制备再生性骨植入物的方法，包括提供一种生物相容性和生物降解性多孔基质，提供一种含有生物相容性和生物降解性生物聚合物的液体，将基质浸入液体中，从而使生物聚合物排列于孔中。13.权利要求12的方法，还包括使孔中的生物聚合物与所述的生物相容性和生物降解性基质共价结合。14.权利要求13的方法，其中所述的生物相容性和生物降解性基质是一种基于羟基磷灰石的基质。15.权利要求14的方法，其中所述的生物相容性和生物降解性生物聚合物是胶原。16.权利要求13的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖文福，邓文炳，蔡郁惠，陈荣邦，杨维中，威灵顿潘，
申请(专利权)人：台北生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]