[发明专利]易流动的生物材料组合物

说明书

发明领域

本发明涉及易流动而粘结的生物材料组合物，更具体地涉及提供用于 骨修复手术的改进的胶原/陶瓷腻子。

发明背景

人类骨骼由206块骨头组成。骨头——也称为骨组织——是一种硬内 骨骼结缔组织，其支持人体结构、保护内脏，并(与肌肉联合)促进运 动。不幸的是，骨骼易受到物理损伤导致的破裂、粉碎或断开。另外， 骨折也可由于某些削弱骨头的医学状况而发生，如骨质疏松症或某些类 型的癌症。最后，在人的一生中，发生形状变化不大的骨头置换后，骨 骼易受到称为重构(remodeling)的再吸收过程。

断裂骨头通过自然过程的愈合起始于受伤骨头和周围组织出血。血液 凝结形成位于断裂碎片之间的血凝块。在几天内，血管生长至血凝块的 果冻样基质。该新生血管将白细胞带入这个区域，白细胞可逐渐去除无 活性材料。血管也将成纤维细胞带入血管壁，这些成纤维细胞扩增并产 生胶原纤维。以这种方式，血凝块被胶原基质取代。胶原的类似橡胶的 特性使得骨碎片仅移动很小的量，除非应用严重或长期的力。

在这一阶段，一些成纤维细胞开始以不溶性晶体形式沉积骨基质(钙 羟基磷灰石)。胶原基质的这种矿化作用将其变硬并转换成骨骼。事实 上，骨头是被矿化的胶原基质；如果所述矿物被溶解出骨骼，它成为橡 胶状。愈合中的骨痂平均起来被充分矿化，其在成人六周和儿童更短时 间内的X射线中显示。这种最初的“编织”骨(“woven”bone)不具有 成熟骨的强力学性质。通过重构的过程，所述的编织骨被成熟“层状” 骨(“lamellar”bone)取代。整个过程可能需要长达18个月，但在成人 中，在损伤后3个月，愈合中的骨强度通常是正常的80％。

此外，虽然骨愈合过程是自然的，但是不受照料和没有支持的骨折可 能导致错误的骨骼生长。因此，骨折通常通过将骨头的断裂碎片恢复到 它们的自然位置来治疗(如有必要)，并在骨愈合中保持其位置。到最 后，骨折肢体的固定是用石膏或纤维玻璃铸件在其位置支持骨头并固定 骨折上部和下部的关节来进行。

有时用金属来加固骨头，但这些骨折植入物必须慎重设计和安装。例 如，外科钉子、螺丝、钢板和线材是一些金属部件，用于更直接地将断 裂骨头一起支撑。然而，出现一个称为应力遮挡(stress shielding)的问 题，当钢板或螺丝支撑过大部分的骨骼负荷时导致骨萎缩。通过使用低 模量材料，包括钛及其合金，可减少但不能消除这个问题。由硬件安装 的摩擦产生的热量可以容易地积累并损害骨组织，降低其连接强度。如 果安装异种金属彼此接触(即钛板与钴铬合金或不锈钢螺丝)，将导致 电偶腐蚀。产生的金属离子可损害局部的骨头，而且还可能导致全身效 应。

因此，可以看出，为了提高编织骨被取代的速度并防止使用金属对骨 头的损害，需要胶原/矿物植入体。

发明概述

因此，本发明引入胶原/陶瓷腻子，其具有更大的粘结和易流动特性， 其设计使外科医生拥有局部化生物组分的展性植入物并使骨骼移植在外 科手术环境和患者解剖学的基础上定形。

所述生物材料组合物是由胶原组成的展性/粘结的骨传导支架，其与 可再吸收的陶瓷颗粒物理混合。所述胶原/陶瓷腻子可与骨髓吸出液或无 菌水结合，并逐渐填充至骨骼系统的空洞或缝隙中。

所述生物材料组合物包括颗粒状双相磷酸钙(biphasic calcium phosphate，BCP)，其分散于延展性含水的胶原载体内。为了改进生物 材料组合物的流动性和/或粘结性，除生物相容性载体外，可加入一种成 分选自液体多羟基化合物、液体多羟基化合物衍生物、固体多羟基化合 物的液体溶液、固体多羟基化合物衍生物的液体溶液和它们的混合物。

本发明，包括其特征和优势，在如下具体描述中将更加明显。

发明详述

本发明针对改进的腻子形式的生物材料组合物，其由医学级纯胶原和 双相磷酸钙(biphasic calcium phosphate，BCP)陶瓷颗粒的组合制造， 用于填充至骨骼系统里由骨缺损造成或由对骨的创伤引起的骨缺损造成 的骨骼空洞或缝隙中。