[发明专利]可注射成型的骨修复复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可作为骨组织修复和重建材料使用的医用复合材料，具体讲是一种可供注射使用和快速成型的骨修复复合材料及其制备和使用方法。

背景技术

因外伤、感染、肿瘤或先天性疾病等原因，可造成各年龄人群、特别是老年人的骨缺损或骨萎缩，都将引起严重的功能障碍和畸形。对骨缺损和骨坏死修复的临床手术中，采用自体骨或同种异体骨虽有各自的优点，但也存在诸多问题和难点，因此人们一直在寻找其他的骨修复/重建的替代品。

目前已上市的包括天然高分子材料、人工合成高分子材料、无机材料及复合材料等骨修复材料多为植入型，即都需以手术方式植入创伤部位。对于一些闭合性骨折，以及手术后骨延迟愈合或不愈合等情况下，通常也需施以开放手术，将骨折部位切开植骨及内外固定手术，增加了病人的痛苦。

随着分子生物学和微创外科技术的发展，可注射型骨修复替代材料已成为了生物材料的研究热点之一。目前已有报道和/或使用的可注射型骨修复材料有聚甲基丙烯酸甲酯、磷酸钙和硫酸钙等。聚甲基丙烯酸甲酯具有好的流动性和可塑性，但是其组成与天然骨差别较大，生物相容性差。有文献报道，其降解产物对人体有害。

硫酸钙是一种无机陶瓷类材料，是临床上使用的一种安全可靠的骨移植替代物，具有可降解性，植入体内无排斥、过敏和毒性反应。目前在骨科领域广泛用于修复由于创伤、假体松动、肿瘤刮除引起的骨缺损，以及融合脊柱和治疗单纯骨囊中。近年来，美国Wright公司开发了可注射半水硫酸钙MIIG系列并已获准上市。但可注射型硫酸钙骨替代物降解速度不可调控，在体内的吸收速度较快，不适合用于修复较大的骨缺损和愈合时间较长的骨缺损，一般不用于治疗骨干部骨折的缺损，更不能用它代替内固定或外固定。

可注射型磷酸钙虽然具有良好的生物相容性和骨传导性，能任意塑性，但其脆性大、降解缓慢、降解速度不可控制、力学性能不足的缺点，也限制了其在临床的应用。一些凝胶型的可注射骨修复材料几乎不能提供任何的力学强度。

因此，对于一些闭合性骨折、手术后骨不连而需要干预、骨延迟愈合或不愈合、良性占位造成的表浅骨缺损、以及老年性骨折疏松及粉碎性骨折等情况，急需一种可以注射方式使用并能快速成型、可控降解的骨修复活性材料，以实现相应的外科微创手术，满足临床骨科微创手术及不规则创伤的固定、填充的需要。

发明内容

针对上述情况，本发明将提供一种可供注射使用和快速成型的骨修复复合材料，并将进一步提供该复合材料的制备方法，以及相应的使用方法。

本发明可注射成型的骨修复复合材料，是由多元氨基酸的共聚物和钙的硫酸盐类成分组成的粉末状材料。复合材料中钙的硫酸盐成分总量为复合材料总质量的60％～95％，更为理想的比例是为复合材料总质量的80％～95％，其余为多元氨基酸的共聚物。在钙的硫酸盐成分中，应含有为所说复合材料总质量15％～60％的α-半水硫酸钙，其余则可以为其它形式的钙的硫酸盐，如目前已有报道和/或使用的无水硫酸钙以及各种形式的水合硫酸钙中的至少一种；所说的多元氨基酸的共聚物由ε-氨基己酸与至少2种其它氨基酸聚合而成，且所说其它氨基酸中的每种氨基酸在全部氨基酸总量中的摩尔比例≥1％。其中，在所说该多元氨基酸的共聚物中，尤以使ε-氨基己酸在全部氨基酸总量中的摩尔比例≥40％为佳。

上述复合材料中所说的多元氨基酸共聚物中的其它氨基酸，可以选自包括如甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸和精氨酸等多种常见氨基酸。其中，尤以选择这些氨基酸中相应的人体可接受的天然氨基酸品种为佳，如L-酪氨酸、L-苯丙氨酸、L-赖氨酸、L-脯氨酸等常见的天然氨基酸品种。

根据使用需要，本发明上述可注射成型的骨修复复合材料，其特征是所说的该粉末状复合材料的颗粒细度一般控制为120目～200目都是允许的。

本发明上述可注射成型的骨修复复合材料的基本制备方式，可以先将所说量的其它形式的钙的硫酸盐及ε-氨基己酸和选择的其余氨基酸单体，在常用的氮气等惰性气体保护下，于160℃～200℃加热下充分搅拌混合并脱除水分后，继续在210℃～250℃条件下进行原位聚合复合反应，得到中间母体材料；将该中间母体材料粉碎后(如粉碎成上述的120目～200目)，再与所说量的α-半水硫酸钙充分混合，即得到所说的目标复合材料。

为有利于各原料成分的充分均匀混合，上述制备过程中的第一步硫酸钙和ε-氨基己酸及其余氨基酸单体的混合及脱除水分，可以使其在适当量的水分散介质中在所说条件下充分搅拌混合后脱除水分。