[发明专利]通过改性天然海洋生物材料组合物获得的半合成粉末材料，其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及衍生自天然海洋生物材料的粉状半合成材料，即粉状形式的双壳软体动物的壳的文石内层，所述双壳软体动物选自Pinctadines，特别是大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，特别是库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲,其添加有不溶的和可溶的生物聚合物以及通过碳酸化转化的碳酸钙；本发明还涉及其制备方法及其用途。

发明领域

本发明涉及粉状半合成生物可吸收材料，其从衍生自双壳软体动物的壳的天然海洋生物材料获得，所述双壳软体动物为诸如一般的 Pinctadines(牡蛎)，特别是大珠母贝(Pinctada maxima)、合浦珠母贝(margaritifera)，和砗磲(巨蛤)：库氏砗磲(Tridacnagigas)、长砗磲(maxima)、无鳞砗磲(derasa)、魔鬼砗磲(tevaroa)、鳞砗磲(squamosa)、番红砗磲(crocea)、砗蚝(Hippopus hippopus)、瓷口砗磲(Hippopus porcelanus)。

发明背景

通常，用于填充创伤的、肿瘤的、营养不良的或退行性起源的骨物质损失的材料是磷酸钙接合剂、生物共聚物和动物或人类来源的材料。

对于密封假体，仅使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，任选地与抗生素、引发剂、活化剂、遮光剂或着色剂组合。通常使用PMMA 接合剂密封内置假体，其缺点是众所周知的，特别是在接合剂聚合过程中产生的放热反应、导致的骨细胞坏死、随时间推移的接合剂的收缩及其老化，这在大多数情况下引起假体的移动性并且需要在手术后的10-15年内重复。

所有这些材料都是生物相容的，并且其中一些要求有骨传导性能，诸如磷酸钙接合剂；很少材料有生物活性，并且大多数是惰性的。

可注射接合剂由矿物相和液相组成，所述液相可以是磷酸、 HPMC的水溶液或凝胶、0.1摩尔化学计量的水、硫酸或柠檬酸。

用作骨替代物的合成的或牛来源的生物材料基本上显示骨传导性能并且通常不是完全生物可吸收的。

对于其中的一些，特别是聚合物，发现了降解产物的释放，其可能对周围病变组织或全身病变组织长期有害。这种生物可吸收性是依赖于患者的。

此外，几乎所有的骨替代物都没有生物活性。这使得将它们与动物源的胶原蛋白或与生物可吸收的其他物质结合成为必然，所述其他物质在受体中主要诱导大于并且不同于生理反应的炎症反应。

粉末或微粒形式的骨替代物的主要缺点是，在使用期间，无论是用自体血、盐溶液或其他任何液体载体，它们都不会形成促进它们凝聚并且保持在位点上或位点中的具有粘附性的和塑性的“凝结物”。

已知人骨由43％的无机组分、32％的有机组分和25％的水组成。有机组分由90％的胶原蛋白(包含97％的I型、III型、IV型和V型胶原)和10％的非胶原蛋白组成，所述非胶原蛋白的代表是骨钙素、骨连蛋白、骨桥蛋白、骨唾液蛋白、蛋白聚糖、纤维连接蛋白、生长因子和骨形态发生蛋白。这些非胶原蛋白在骨发生和受损组织的修复过程中起至关重要的作用。

无机部分主要由磷酸钙晶体形式的羟基磷灰石组成；该部分还含有非常少量的其它矿物，诸如钠、钾、铜、锌、锶、氟、铝和硅。所有这些元素在细胞代谢以及愈合和骨再生中起重要作用。

对双壳软体动物的壳的构造和组成的研究已经表明它包括由3-5 ％有机部分构成的珍珠内层，它本身由胶原蛋白和非胶原蛋白，基本上不溶的和可溶的生物聚合物组成，所述双壳软体动物为诸如一般的 Pinctadines，特别是大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，特别是库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲。珍珠内层还含有95-97％的无机组分和3％的水，所述无机组分基本上由碳酸钙、矿物和金属离子组成。对本发明涉及的软体动物的壳的构造的研究还表明，它由与文石内层结构不同的方解石外层组成，但也含有由不溶的和可溶的生物聚合物构成的有机部分。