[发明专利]基于磷酸钙的可吸收生物聚合物交联骨替代材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种由包埋在本发明特定的交联胶原基质中的不同相的磷酸钙颗粒制成的可吸收骨替代材料。

背景技术

不能在自然愈合中通过生物体来闭合的骨缺陷，需要应用可具有天然或人工来源的骨替代材料，并且所述替代材料将填补缺陷并且被重建到内生骨。

所谓的“黄金标准”代表自体骨的利用，那么，例如要从患者健全的区域，例如从髂嵴取下一块骨用于填补缺陷。因此，若具有更大的骨缺陷或自体骨不合适，则也依靠外源骨材料，其被相应恢复。以更大量提供外源骨的优点与它们的缺点并存，即改变恢复方法可能导致不同的机械性能(Palmer S.H.，Gibbons C.L.M.H.，Athanasou N.A.:JBJS(Br)1999，81-B，333-5)。此外，使用外源骨不能排除感染(Boyce，T.，Edwards J.，Scarborough N.:Orthop.Clin.North Am.1999，30(4)，571-81)。对于去生物化动物骨的应用，具有与外源骨的应用同样的缺点，因而已经开发了各种人造骨替代物。

人造骨替代物的优点除易得性之外，还在于存在对化学组成和结构的检查，并且可以影响生物有效性从而实现最佳疗程。

大多数人造骨替代物包含钙矿物如碳酸钙、硫酸钙以及不同的磷酸钙。过去，已经使用了特别是磷酸钙如β-磷酸三钙和羟基磷灰石，其中羟基磷灰石是天然骨的基本成分(Dorozhkin S.V.，Epple M.:Angew.Chemie 2002，114，3260-77)。

基于磷酸钙的骨替代材料可以针对不同的应用范围以不同的实施方案制造。例如，颗粒用于牙骨缺陷的填补，而可注射粘固粉用于稳定椎骨体。将负荷模压的陶瓷物插入头骨和大长骨的缺陷处。

在负荷情况下，对于由磷酸钙制成的骨替代材料而言出现特别的困难。必需的结构仅能负载有限的最大力，并且必须通过适合的生产工艺补偿合成磷酸钙的天然具有的脆性，例如通过烧结可实现强度的增加。那么，不利的是，烧结的磷酸钙的吸收比起正常疗程对应的重吸收要慢(LeGerosR.Z.:Clinical Materials 1993，14，65-88)。此外，烧结造成纳米孔隙率的损失。

增加基于磷酸钙的骨替代材料的强度的另一可能是通过冷等压压制进行压缩。然而，这些模制品的孔隙率则开始大量损失，致使为了补偿此影响，必须通过机械再加工来提供宏观结构，例如钻孔(Tadic D.，Epple M.:Biomaterials 2003，24，4565-71)。

如果机械强度(Belastbarkeit)不起重要作用，那么可以用其它能较好地调整孔隙率的方法生产基于磷酸钙的骨替代材料。如果将无机组分限定为材料成分，那么特别是溶胶-凝胶法正适合于产生开孔网状结构(BrinkerCJ.，Scherrer G.W.:Sol-Gel Science:The Physics and Chemistry ofSol-Gel Processing，Academic Press，1990)。

此外，如果有机组分用作粘合剂，那么模制品既可以通过直接成型法产生(Michnaa S.，Wua W.，Lewis J.A.:Biomaterials 2005，26，5632-9)，例如作为三维栅极形式，也可以通过挤压成型来生产(Weihe S.，WehmllerM.，Tschakaloff A.，von Oepen R.，Schiller C.，Epple M.，Eufinger H.:Mund-，Kiefer-，Gesichtschirurgie 2001，5:299-304)。必须通过成型方法本身或通过机械加工来设置这些模制品的孔隙率(D.Tadic D.，M.EppleM.:Biomaterials 2003，24，4565-71)。

通过应用包含在体液中具有不同的溶解度并因此具有不同的吸收速率的磷酸钙可调组分的骨替代物，吸收过程可以以规定的方式设定。结果，损伤另外被骨替代材料支撑一段时间，期间新骨组织发育并且固化。较小溶解度的磷酸钙随后在骨重塑期间将完全被重吸收(LeGeros R.Z.:Clinical Materials 1993，14，65-88)。

总之，注意到基于磷酸钙的骨替代材料成功用于简单缺陷的治疗。然而此时，由于材料相关问题而没有进行重度缺陷的应用。首先这些问题依在于，靠目前的方法不能满足对骨替代材料和由之形成的缺陷填补材料体的实质要求，分别是: