[发明专利]由掺杂骨诱导营养物的杂化材料制成的具有受控孔隙率的植入物在审

专利信息
申请号: 201980079094.7 申请日: 2019-11-14
公开(公告)号: CN113164654A 公开(公告)日: 2021-07-23
发明(设计)人: 乔纳森·克劳德·亚历山大·劳;塞德里克·博萨德;艾多德·丹尼尔·阿尔伯特·加勒特;约恩·维特朗;亨利·格拉内尔 申请(专利权)人: 克莱蒙奥弗涅大学;国家科学研究中心;农业食品和环境国家研究中心
主分类号: A61L27/44 分类号: A61L27/44;A61L27/54;A61L27/56
代理公司: 北京派特恩知识产权代理有限公司 11270 代理人: 王子晔;浦彩华
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摘要:
搜索关键词: 掺杂 诱导 营养 材料 制成 具有 受控 孔隙率 植入
【说明书】:

发明涉及用于骨缺损填充、骨再生和骨组织工程的植入物材料、含该材料的植入物,制造这种植入物材料的方法。本发明的植入物材料包括掺杂有骨诱导营养物N的杂化材料,所述杂化材料包括:由SiO2和CaO制成的生物活性玻璃M和生物可降解聚合物P,所述生物活性玻璃M可选地包含P2O5和/或可选地掺杂有锶,该杂化材料掺杂有骨诱导营养物N。本发明尤其适用于医疗领域。

技术领域

本发明涉及用于骨缺损填充、用于骨再生和用于骨组织工程的植入物材料、包括该材料的植入物以及制造这种植入物材料的方法。

背景技术

由于人口的全球老龄化以及随之而来的骨关节系统的病症,有必要开发高性能的骨组织替代材料。在法国,每年用于骨关节和牙科系统疾病的医疗费用为180亿欧元,肌肉骨骼病症是工业化国家中最普遍的职业病,而老年患者的骨质疏松症正在上升;这些事实概述了一个主要的社会和经济挑战,并解释了对能够填充骨损失的具有增加的寿命的生物材料、植入物的增长的需求。

由于移植物(grafts)的使用是有限的,并且动物来源的材料可能造成生物相容性问题或感染风险,因此研究工作旨在开发能够促进骨再生的合成生物材料。

这些材料被称为生物活性植入物(implants):经植入的材料不仅仅是为了通过保持尽可能的惰性来被动填充骨损失,而是必须刺激和主动参与骨再生机制。这在大骨缺损的情况下尤其重要,因为在这种情况下,自修复机制不再起作用。

目前,用作骨替代物的主要生物活性材料是生物活性“陶瓷”(诸如磷酸钙),和生物活性玻璃,也被称为“生物玻璃”。

第一批生物活性陶瓷是由L.L.Hench开发的(L.L.Hench et al.,J.Biomed.Mater.Res.1971,2,117-141;L.L.Hench et al.,J.Biomed.Mater.Res.1973,7,25-42)。

第一批生物活性玻璃是由SiO2、P2O5、CaO和Na2O制成的。硅和磷氧化物是参与玻璃网络凝聚的网络形成剂。碱金属和碱土金属(诸如钠和钙)不具有这种能力,并会通过引入断链来改变玻璃网络,断链是这些玻璃低熔点的根源,与结构无序度增加有关。它们的存在引起生物活性玻璃的更大反应性,特别是通过它们在水性环境中的腐蚀。这种反应性使得在生理环境中能够形成羟基磷灰石,并从而促进骨重建。

研究最多的生物玻璃是钠-硅-磷酸盐-钙玻璃,称为或Hench'sBioglass。相对于组合物的总重量,其基本组成为45%SiO2-24.5%CaO-24.5%Na2O-6%P2O5。这种材料显著的生物活性将不再被证明。目前仍然是令人感兴趣的生物活性材料之一(诱导细胞的特异性反应)。

自被开发以来,生物活性玻璃领域取得了许多进展(M.Vallet-Regi et al.,Eur.J.Inorg.Chem.2003,1029-1042),诸如掺入(incorporation)不同的原子或掺入活性成分。对生物活性玻璃的组成进行了优化,以促进成骨细胞增殖和骨组织形成(WO 02/04606)。特别已经提出掺入银以赋予生物活性玻璃抗菌性能(WO 00/76486)。

申请WO 2009/027594描述了一种生物活性玻璃,其中锶的引入量介于生物活性玻璃总重量的0.1至10%。

这些生物活性材料均具有生物相容性、能够自发结合到骨组织,促进骨细胞粘附,并且最后是生物可吸收的、随着骨再生长的进行逐渐被新形成的骨组织替代的特性。

然而,尽管具有这些非常令人满意的特性,但是这些材料的脆性限制了它们的应用:尽管它们的刚性通常大于骨的刚性,但是它们缺乏柔性和韧性,这意味着生物活性材料不能被植入经受周期性机械应力的部位。

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