[发明专利]生物材料组合物和使用方法

说明书

本发明涉及一种生物材料组合物，其包含干燥的磷酸钾基混合物，该混合物包括：MgO、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、蛋白聚糖、磷硅酸钠钙和抗生素，其中磷酸二氢钾与MgO的重量百分比为约3:1至1:1，其中所述干燥的磷酸钾基混合物被配置为与水溶液混合从而形成可再吸收生物材料浆料，并且其中所述蛋白聚糖作为胶原原纤维生成的活性调节剂，从而通过组织骨细胞外基质来构造患者的组织。

技术领域

本申请要求优先于2020年6月1日提交的美国临时申请63/032847号，标题为“生物材料组合物和使用方法”，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及生物材料组合物和使用方法。所形成的生物材料的实施方案是骨传导和骨诱导的，从而使患者能够沿着骨-植入物界面以及在骨-植入物界面内生长新的骨。

背景技术

除非本文另有说明，否则本节中描述的材料不被视为本申请权利要求的现有技术。

越来越多的运动、年龄和创伤相关损伤，如骨折、关节磨损和韧带撕裂，增加了对能够治疗骨科损伤的生物材料的需求。作为应对，公司已经开发出了将各种物体附着在骨骼上的骨接合剂(cement)，以及能够治疗骨折和其他骨缺损的骨填充物。还需要一种能够刺激骨形成和生长的生物材料。大多数现有的生物材料由促进显著新骨形成的磷酸钙或生物相容性较差的相对惰性硬化聚合物(如聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)制成。

Ramp等人获批准的美国专利No.5968999描述了一种用于矫形手术的基于PMMA的骨接合剂组合物。不幸的是，基于PMMA的生物材料在固化过程中向周围骨骼释放大量热量，导致细胞死亡。所得材料在凝固过程中收缩，且抗断裂性差。由于向血液中释放有毒单体，PMMA生物材料的生物吸收速度慢，生物相容性差。几乎没有证据表明PMMA基材料促进任何显著的新骨形成。

近年来，许多基于磷酸钙的组合物被开发为生物材料。例如授予Lee等人的美国专利No.6,331,312公开了一种可注射的磷酸钙基复合材料，可用作骨填充物和骨接合剂。所公开的材料是生物可吸收的，并且设计用于骨组织的修复和生长促进以及螺钉、板和其他固定装置的连接。Lee的组合物在凝固时不会膨胀，也不会促进显著的新骨形成。许多现有的磷酸钙基填充物和接合剂具有高钙磷摩尔比，使其难以再吸收。此外，美国食品和药物管理局(FDA)最近发布的一份报告警告称，使用现有的磷酸钙基骨填充物治疗脊柱骨折可能会出现严重并发症(FDA公共卫生网站公告，“Complications Related to the Use ofCement and Bone Void Fillers in Treating Compression Fractures ofthe Spine”，最初于2002年10月31日发布，2004年5月27日更新)。

发明内容

本公开包括生物材料组合物及其生产方法，其中所形成的一个或多个实施方案是骨传导和骨诱导的，从而使患者的新骨能够沿着骨-植入物界面以及在骨-植入物界面内的生长。

在第一方面，本公开提供了一种生物材料组合物，其包含干燥的磷酸钾基混合物，该混合物包含：MgO、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、蛋白聚糖、磷硅酸钠钙和抗生素，其中磷酸二氢钾与MgO的重量百分比为约3:1至1:1，其中所述干燥的磷酸钾基混合物被配置为与水溶液混合从而形成可再吸收生物材料浆料，并且其中所述蛋白聚糖作为胶原原纤维生成的活性调节剂，从而通过将骨细胞外基质进行组织来构建患者的组织。