[发明专利]生物可吸收性镁复合材料

说明书

本发明涉及生物复合材料，其包括聚合物基质和镁填料，镁填料例如水溶性镁盐。在所述生物复合材料中最小化并且优选避免使用元素镁或镁合金。所述镁生物复合材料可以用作骨植入物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月14日提交的新加坡专利申请号10201407605R的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明通常涉及生物复合材料，特别涉及镁生物复合材料。更具体地，在生物复合材料中最小化并且优选地避免使用元素镁或镁合金。镁生物复合材料可用于骨科(orthopaedic)领域。

背景技术

镁(Mg)是人体必需的微量元素，并且已经被证明在调节生物功能中起重要作用，包括骨稳态生物功能。目前，镁已经作为膳食补充剂进行施用，通过口服来调节骨量并维持骨健康。由于镁对骨矿化很重要，许多患有骨量贫乏的患者和那些易患关节炎的患者已经服用富含镁的膳食。此外，医疗人员使用Mg来改善钙(Ca)的摄取，特别是在已经存在的外源性钙供应低效的情况中。在骨科植入物的情况中，最近的发展已经关注使用Mg涂覆的植入物来实现更好的宿主-植入物一体化。

目前的系统在骨科植入物中以合金的形式使用镁。由于在其表面附近局部产生气体的潜在副作用，这些植入物在控制其体内降解方面面临着挑战。

因此，仍然需要提供可替代的镁组合物来克服或至少减轻上述问题。

发明内容

本发明利用材料的低温粉碎来形成适于向受试者递送镁的生物材料或生物复合材料，以促进宿主组织的骨生长和修复、再生和/或增殖。特别地，本发明的生物复合材料包括聚合物基质和镁填料。聚合物基质可以以任何合适的生物相容性和/或可生物降解的聚合物(包括共聚物)来提供。镁填料可以以任何合适的可溶性镁盐来提供。

本发明还提供了形成本发明的生物复合材料的方法。该方法包括低温处理生物相容性和/或可生物降解的聚合物(包括共聚物)和镁填料以形成粉末。该方法还包括处理粉末以形成生物复合材料的薄膜或三维支架。

本发明还提供了促进宿主组织的骨生长和修复、再生和/或增殖的方法。该方法包括在需要宿主组织的骨生长和修复、再生和/或增殖的部位向受试者植入本生物复合材料。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在不同的视图中通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常重点说明各个实施例的原理。在下面的描述中，参考以下附图说明本发明的各个实施例。

图1示出了根据实例1冷冻研磨的聚己内酯(PCL)/磷酸三钙粉末600倍和2500倍放大倍数的扫描电镜图像，表明实现了磷酸三钙(颗粒状，大约2μm)的均匀分布。

图2示出了根据实例2在37℃磷酸盐缓冲溶液(PBS)中浸泡4小时后各种PCL/Mg膜的代表性扫描电镜(SEM)图像。100/0表示不加入Mg(0wt％)的PCL(100wt％)。随着Mg含量的增加(即95/5、85/15、80/20的PCL/Mg)，孔的大小和数量增加。以300倍的放大倍数拍摄图像，刻度尺表示50μm。

图3示出了各种PCL/Mg膜4小时内的释放曲线。100/0(即纯PCL)没有显示出任何释放，而增加Mg含量导致释放增加以及更高的释放速率。

图4示出了根据实例4在不存在Mg(无Mg)、正常血清(0.8mM)和高Mg(8mM)中培养的间充质干细胞(MSC)的碱性磷酸酶(ALP)活性和Ca沉积。结果表明，8mM组中ALP活性在第3天达到峰值，同时与无Mg和0.8mM组相比，显示出高9倍的活性。8mM组中Ca沉积在第7天明显更高。