[发明专利]骨骼填充材料及其制造方法

说明书

本发明乃涉及骨骼填充材料，本发明亦有关于骨骼填充材料的制造方法。

骨科填充材料，主要是做为因意外伤害或骨病挖掉部份骨组织所造成骨缺陷(bone defect)的填补修复材料。目前临床使用的材料，大多以骨水泥(bone cement)为填充材料，而骨水泥的主要成份为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethymethacrylate PMMA)，填入人体后可能会释出其单体进而干扰人体功能，如减低病患血压造成不适，及放热的聚合反应使骨骼局部温度超过60℃造成骨细胞坏死，另一方面PMMA的生物亲和性不好，填入后既不会与周围骨组织产生良好的键结，又无法被吸收取代以促进新生骨形成，所以利用骨水泥做为骨骼填充材料并非理想。

另外以生医活性陶瓷，如氢氧基磷灰石(hydroxyapatite；HAP)，三钙磷酸盐(β-TCP)经过烧结成型为块状或直接以粉末填入骨缺陷中(bone defect)，来帮助骨骼修复，虽然其生物亲合性良好，而且部份材料最后可被完全吸收进而为自然骨骼所取代，但是由于粉末状填充材料在填补时，体液或血液常会将植入材料冲离患处，影响实际植入的效果；即使将粉体制成多孔质，配合多种形状大小的模具经过烧结成型可制成各式各样的块状材料，然而，在临床应用上亦常会遇到一个重要的问题，即骨缺陷区域的大小或形状不可能与预期的尺寸完全吻合，因此在临床应用时常需要挖大伤口或修剪植入材料，以求伤口与植入材料尽量密合，如此造成手术时间的延长及对病患伤口的二次伤害，而且患处与植入材料间所存留的一些间隙，更会使骨愈合因此受到阻碍。

因此做为骨缺陷填充材料，现今乃以可降解性的合成高分子或天然的高分子和陶瓷粉末混合而成的复合材料为主要的发展对象，如1988年Yamamuro等人所提出用A-WG.C.与纤维蛋白(fibrin)复合材料以及1994年Lin等人利用三钙磷酸盐及明胶混合做的复合材料，均尝试进行做为骨科填充材料的研究，而且都有相当好的生物植入的结果，更因此类材料在合成时，容易混掺一些可促使新生骨细胞快速生长的物质，如去钙骨粉(DMB)和骨形成蛋白(BMP)，所以说此类复合物做为骨科填充材料，将是近年来相关研究的热门方向。

本发明的目的在于提供一种骨骼填充材料，其具有良好的生物适应性、无毒性、以及促进新生骨母细胞生长的优越特性。

本发明的另一目的在于提供一种骨骼填充材料的制造方法，其可以用以制备优异的骨骼填充材料，且其制造过程方便经济。

本发明的骨骼填充材料其大致包括：(a)明胶(gelatin)粉末、(b)水、(c)三钙磷酸盐(TCP)粉末、以及(d)戊二醛(glutaraldehyde)。

明胶是做为黏结剂，所选择的明胶，可以由牛皮所提炼的明胶(gelatin，Sigma chemical Co.，USA)。

水主要是用来调配明胶水溶液，一般而言以使用去离子水较佳，其中该明胶粉末溶于去离子水的重量比是介于1∶2至1∶5之间，较佳是介于1∶10。

三钙磷酸盐粉末是做为在陶瓷粉末，为了使复合材料的降解速率降低，因此较佳是使用β相的三钙磷酸盐，三钙磷酸盐粉末经过1000℃高温处理后几乎为纯的β相的三钙磷酸盐，经研磨后以30-40mesh筛选以待复合材料合成使用。三钙磷酸盐粉末与明胶的重量比是介于1∶1至5∶1之间，较佳的是为3∶1。

戊二醛是做为交联剂，对于戊二醛的添加量并无特别的限制，一般而言，是使用戊二醛水溶液(例如，25％ Sigma Chemical Co.，USA)￡-较适当的浓度是调配成1％至10％(W/W)，更佳的是2％至8％(W/W)。

为进一步说明本发明的目的和特征，以下结合实施例及附图，对本发明作一详细介绍，

图示简单说明：

图1是实施例1至4所得的试片，分别浸泡于20ml去离子水中1、2、4、7、14、28、42天，分别测量其浸泡液中释出的戊二醛浓度结果曲线图。

图2是实施例1至4所得的试片，分别浸泡于20ml去离子水中1、2、4、7、14、28、42天，分别测量其浸泡液中释出的明胶浓度结果曲线图。

图3是不同浓度的明胶溶液与骨母细胞进行两天的细胞培养，其存活骨母细胞的变化结果曲线图。

本发明的骨骼填充材料制备时，是依如下步骤：

(a)取明胶粉末溶于去离子水使成明胶水溶液；

(b)添加三钙磷酸盐粉末于该明胶水溶液，搅抖均匀使成为混合物；以及