[发明专利]载药硬组织修复植入体、包含该载药硬组织修复植入体的载药体系及该载药体系的制备方法

说明书

本发明公开了一种载药硬组织修复植入体，载药硬组织修复植入体为将负载有药物的金属框架材料包埋式的结合到多孔聚醚醚酮基底材料表面所得。

技术领域

本发明涉及人工仿生骨技术领域，具体涉及一种金属有机框架材料-聚醚醚酮包埋式复合的载药硬组织修复植入体、包含该载药硬组织修复植入体的载药体系及该载药体系的制备方法。

背景技术

骨骼缺损在临床中颇为常见，主要病因包括先天性骨异常、慢性骨髓炎、恶性肿瘤切除以及意外事故引起的创伤等。临床上有限骨缺损的治疗可采用植骨以修补缺陷，通常较为理想的植入材料是自体骨或同种异体骨，但当骨缺损长度达骨干直径的1.5倍时将超过骨骼自体修复的临界状态，极易出现骨吸收和不愈合情况致使植骨手术失败，同时两类骨源有限，并不可避免地对病人造成二次伤害，增加了病人的经济负担和生命安全风险。因此，为解决上述临床问题，开发人工仿生骨替代自体骨和异体骨是目前生物医用材料领域内的重要研究课题之一。

聚醚醚酮(PEEK)是目前人造骨修复材料领域的研究热点，其优异的热塑性、力学性能和生物相容性等特性，满足了骨植入体的基本性能要求。与已投入临床应用的金属类人工骨相比，PEEK具有与人体骨骼更为相近的弹性模量，能有效避免由应力屏蔽引起的骨质疏松、骨吸收和植入体脱落等情况。此外，PEEK还具有优异的射线可透性和磁共振成像兼容性，便于观察周围骨组织的修复和重建情况。并且医用级PEEK已被美国食品与药品管理局(FDA)认证为“最佳长期骨移值材料”。但PEEK是一种不可降解的生物惰性聚合物，在体内的PEEK植入物周围会形成纤维包装，影响骨整合性能，这限制了PEEK人工骨在临床中的使用。

针对PEEK固有的生物惰性，国内外相继开发出多种改性技术，包括硫酸酸蚀(磺化)、等离子体喷射、紫外/臭氧处理等表面修饰技术，掺杂羟基磷灰石、磷酸三钙、非晶硅等物质的复合改性方式。上述改性技术不仅可赋予PEEK良好的生物活性、抗菌性和骨整合等特性，而且改性后生成的三维拓扑表面结构也有利于相关成骨活性药物或生物分子的吸附与递送，达到药物协同治疗的效用，以满足实际临床应用中缩短骨修复时间和增加骨总量的需要。

然而，在人工PEEK基载药材料的研究中，为保持植入体能够长期并有效的发挥成骨诱导性和成骨传导性，药物/生物分子的高效负载、可控释放以及活性保持是亟待解决的科学性、技术性难题。现有的研究成果主要是利用PEEK改性表面的孔隙结构或附加涂层的方法对活性物质进行负载，这些方法或多或少存在着上述应着重考虑的问题，最终增加骨植入手术失败的风险。

聚多巴胺由于富含邻苯二酚(儿茶酚)、胺及亚胺等官能团，得益于此，可将其用作多功能粘合剂应用于PEEK基表面涂覆工程。聚多巴胺涂层虽然能够促进成骨前体细胞在生物材料表面的粘附以及之后的成骨分化，但是聚多巴胺涂层若由于外界干扰或在体内存留时间过长等原因使其从基材表面发生脱落，产生的多巴胺碎片反而会在局部引发细胞凋亡以及炎症反应，这对植入体周围组织的重建造成了极大的障碍。

金属有机框架材料(MOF)大多具有极高的比表面积和孔隙率，并且可以通过控制其组成的金属节点和有机配体的种类来调节孔隙率、孔道性质以及整体的结构和功能性，这种复杂且可调的空间网络结构和表面易功能化不仅为药物或生物分子提供丰富的空间位置，从而大大增加了载药效率并保持包封物质的活性，并且可以轻易赋予MOF材料良好的生物相容性、稳定性以及环境敏感性等特殊功能，因此将MOF设计为独立的药物负载系统用于骨修复材料是一种完全可行的办法。但大多数MOF在水环境中通常会由于水分子对金属-有机配位键的“攻击”作用而发生解离，这就会造成在植入体周围短时间内富集有大量金属离子、有机配体以及释放出来的活性物质，这也会对表面粘附细胞和组织的生长造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载药硬组织修复植入体、包含该载药硬组织修复植入体的载药体系及该载药体系的制备方法，解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术手段如下所述：