[发明专利]具有增强和加速骨形成的可塑性骨移植材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学材料技术领域，特别是涉及适用于治疗人体骨组织损伤和疾病的生物医学骨材料技术领域。

背景技术

由创伤、发育畸形、退变性疾病、以及骨肿瘤等引发的骨缺损和骨组织疾患一直是威胁人类健康的重要因素之一。目前，临床上主要采用骨移植术来治疗上述病症，骨移植材料能否实现后期成骨是骨移植术成功与否的关键。传统的骨移植材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨和人工骨。自体骨因具有良好的骨传导、骨诱导和骨生成作用,至今依然是骨移植的金标准，但是自体骨移植存在着供骨量有限、手术时间长、术中额外失血多以及供骨区长期疼痛、骨折、深部感染以及腹部疝等并发症。同种异体骨和异种骨的来源广泛，但是存在免疫和疾病传染风险。早期的人工骨材料主要是磷酸钙等生物陶瓷，一般认为这类材料仅具有骨传导作用。

针对传统骨移植材料的不足，人们一直在研究探索新的骨移植材料，以实现能够早日减少病人痛苦和恢复组织功能。上世纪60年代Urist发现脱钙骨基质（DBM）具有诱导成骨的能力，DBM在骨移植临床上经过了几十年的应用，其安全性相对可靠，但不足之处在于其骨诱导性受到供体和制备过程的影响，成骨能力有待进一步提高。CN101716371A公开了一种掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料，该材料具有促成骨和促血管化的功能。CN1596995A和CN1596994A分别公开了由聚磷酸锶和聚磷酸钙组成的骨组织工程支架材料和骨组织修复填充材料，上述两种材料具有抑制破骨细胞形成和促进成骨细胞生长的作用。虽然在生物陶瓷中加入锶有助于成骨，但是其成骨方式仍然属于骨传导成骨，不具有异位成骨的骨诱导功能，并且其成骨时间较长，在植入16周后其成骨百分数仍不到50%(J Mater Sci:Mater Med(2009)20:1505–1512)。

在骨移植材料的设计中，除了要考虑增强和加速骨形成这些关键指标外，同时还应该关注骨移植材料在临床使用中的可操作性。粉末状的骨移植材料由于能够提供与植入位点细胞最大的相互作用表面，被认为具有较好的生物活性。粉末状骨移植材料在临床使用中通常都是采取舀入方法将粉末状骨移植材料植入骨移植部位。然而，粉末状的骨移植材料通过这种移植方式植入骨移植部位存在诸多问题，其中除了将骨材料粉末通过舀入的方法植入骨移植部位既费时也费力外，骨移植材料粉末容易从植入位点迁移，术后不稳定，不固定等，这些问题限制了粉末状骨移植材料在临床上推广应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种复合骨移植材料及其制备方法，使制备的骨移植材料具有增强和加速骨形成的能力，同时满足临床上对骨移植材料可塑性的要求。

本发明的基本思想是将脱钙骨基质和聚磷酸锶钙进行复配，或者将脱钙骨基质和聚磷酸锶进行复配，并将它们分散于可降解生物相容性载体材料中，使骨移植材料具有增强和加速骨形成能力的同时具有良好的可塑性。

本发明提供的具有增强和加速骨形成的可塑性骨移植材料，为膏胶体，主要由脱钙骨基质、聚磷酸锶钙或聚磷酸锶、载体材料组成，其中，脱钙骨基质为5～9体积份，聚磷酸锶钙或聚磷酸锶1～5体积份，载体材料的体积:脱钙骨基质和聚磷酸锶钙或聚磷酸锶的总体积比=（4:6）～（7:3），所述聚磷酸锶钙，其锶离子的摩尔含量不低于锶离子和钙离子总摩尔量的10%，所述载体材料为液态可降解生物相容性材料。进一步地，所述脱钙骨基质优选为8～9体积份，聚磷酸锶钙或聚磷酸锶优选为1～2体积份。

上述骨移植材料中，所述载体材料优先选用粘度为9～1000泊（25℃）的液态可降解具有生物相容性载体材料，且不干扰脱钙骨基质的骨诱导性。载体材料与脱钙骨基质和聚磷酸锶钙混合后形成可任意塑形的膏胶体，根据载体材料含量的多少，可以是在手术时通过注射工具将骨移植材料注入到骨移植位点的膏状体，也可以是通过手压的方式将骨移植材料直接压入到骨移植位点的胶泥体。所述载体材料进一步优先选用含有天然多糖、蛋白质、甘油、甘油三脂、胆固醇中至少一种的材料。所述天然多糖可以为葡聚糖、海藻酸钠、透明质酸、淀粉、纤维素及其改性衍生物、壳聚糖及其改性衍生物，纤维素改性衍生物可以为甲基纤维素、羧甲基纤维素或羟丙基纤维素，壳聚糖改性衍生物可以为羧甲基壳聚糖或者羟丙基壳聚糖；所述蛋白质可以为胶原、明胶、弹性蛋白或粘连蛋白。