[发明专利]一种人工仿生骨及其合成方法

说明书

本发明提供一种人工仿生骨及合成方法，该人工仿生骨的组成成分为20％‑80％质量百分比的高分子材料；5％‑60％质量百分比的非可降解或可部份降解的无机物和5％‑40％可降解的无机物。该方法包括成型、烧结等步骤。本发明的人工仿生骨具有良好的生物相容性。其弹性模量与所植入部位的弹性模量一致或相近，长期植入不会产生应力遮挡。有足够的刚度。内外层应该是蜂窝状组织结构，有足够的空隙以便于有关组织细胞、血管、淋巴管和神经可以长入以重建血运。含有骨生长促进因子，以利于植入体与原骨快速愈合。

技术领域

本发明涉及人工仿生骨及其合成方法。

背景技术

骨是一个器官,具有一定的形态和功能,由骨细胞、胶原纤维及骨基质构成，坚硬而有弹性，有丰富的血管、淋巴管及神经，具有新陈代谢及生长发育的机能，并有破坏、改建及创伤愈合、修复再生的能力。骨基质中含有钙盐，磷酸盐，为人体钙与磷的贮备仓库，并参与钙、磷的代谢与平衡。骨髓有造血的功能。

骨主要由骨质、骨髓和骨膜三部分构成，里面有丰富的血管和神经组织。骨质包括骨松质和骨密质，长骨的两端是呈蜂窝状的骨松质，中部的是致密坚硬的骨密质，骨中央是骨髓腔，骨髓腔及骨松质的缝隙里是骨髓。儿童的骨髓腔内的骨髓是红色的，有造血功能，随着年龄的增长，逐渐失去造血功能，但长骨两端和扁骨的骨松质内，终生保持着具有造血功能的红骨髓。骨膜是覆盖在骨表面的结缔组织膜，里面有丰富的血管和神经，起营养骨质的作用，同时，骨膜内还有成骨细胞，能增生骨层，能使受损的骨组织愈合和再生的作用。

骨移植术距今已有300年历史，但有真正科学、系统性地对骨移植技术进行实验和临床研究，则始于Olilier(1887)、Barth(1893)和Axhausen (1908)等。此后，骨移植技术在临床上才逐渐得到广泛应用。

到目前为止，骨移植是临床上仅次于输血的、应用最多的移植技术。传统的自体骨移植仍是目前最理想的骨移植材料，是骨移植的“金标准”，但受到许多限制，如供区损伤、植骨量不足、不能制备特殊形状等。因此促进了骨移植替代材料的研究，并且先后出现了异体骨、合成人工骨、组织工程骨在临床上的运用。

同种异体骨移植是指同一种属个体之间的骨组织移植。目前临床上多采用经冷冻、冻干或化学处理的同种异体骨，其细胞成分多已破坏。同种异体骨移植在与宿主愈合过程中的表现、作用机制和生物力学特征等方面，与自体骨移植比较接近，移植骨的来源相对比自体骨要广。但其最大的问题是可诱发宿主产生免疫排斥反应。与实质脏器移植有所不同，同种异体骨移植诱发的宿主免疫排斥反应一般不危及生命，但往往干扰移植骨愈合，影响治疗效果。

异种骨移植系指不同种属个体之间的骨组织移植，也是最早被研究应用的骨移植材料之一。动物骨来源广泛，取材方便，临床上具有非常重要的意义，不仅可满足日益增多的患者对骨移植的需求，而且可避免自体骨移植二次手术时可能造成的并发症，并大大缩短手术时间。异种骨移植在骨科领域中主要用于加速骨折、骨不连的愈合，填充骨缺损及关节、脊柱融合等。异种骨移植属于游离组织移植，会发生由细胞免疫引起的急性排斥反应；同时，人们仍然担心是否会存在病源传染的风险。

人工合成材料可分为生物陶瓷材料、金属材料、高分子化合物和复合材料四大类。

生物陶瓷材料是应用最多的一类，分为生物惰性材料和生物活性可降解材料。生物惰性材料如氧化铝陶瓷；生物活性材料有玻璃陶瓷、生物活性玻璃、羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)等，主要优点是生物相容性好，能与骨组织产生化学结合或在体内降解，且强度也较高。陶瓷材料的主要缺点是脆性较大，其弹性模量难以与正常骨相匹配，在一定程度上限制了其在临床上的应用。