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一种可注射活性骨修复材料及其制备方法

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    一种可注射活性骨修复材料及其制备方法
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    本发明属于生物医用材料
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专利名称::一种可注射活性骨修复材料及其制备方法技术领域:,尤其是涉及一种制备简单,生物相容性好,效果显著的可吸收骨修复材料及其制备方法。:骨缺损一直是骨科面临的一个难题。近年来,伴随着微创外科的发展,可注射性骨替代物(injectablebonesubstitute,IBS)越来越受到各国学者的关注,已成为当今生物材料的研究热点之一。可注射性硫酸钙骨替代物和磷酸钙骨替代物是最常用的钙磷系统的材料,其操作简便,生物相容性好,能够注射入骨缺损处,原位固化,适应骨缺损进行塑形。但二者均有不足之处,可注射性硫酸钙骨替代物在体内的吸收快于新骨的形成,不适合用于修复较大的骨缺损和愈合时间较长的骨缺损;可注射性磷酸钙骨替代物也叫可注射性磷酸钙骨水泥,其降解缓慢,在体内存留时间长,达不到在治疗期内完全降解的要求,影响了新骨的长入,广泛应用受到一定程度的限制。骨形态发生蛋白(bonemorphogeneticproteins,BMP)属于转化生长因子β超家族成员,是一种多功能的细胞生长因子,BMP具有促进骨折愈合的能力,缩短了骨折的愈合周期。目前国内外对BMP在临床的骨诱导作用给予了很高的评价。其中ΒΜΡ-2是最主要的骨形成调控因子之一。但天然ΒΜΡ-2数量有限,且生活活性难以发挥。按ΒΜΡ-2核心功能区氨基酸序列合成的含I条24个核苷酸的短肽——ΒΜΡ-2活性多肽,相关研究表明ΒΜΡ-2活性多肽具有良好的诱导成骨能力。单一类型的基质材料存在各自的优缺点,随着研究的深入,学者们渐渐地认识到仅靠单一材料很难满足骨组织工程细胞外基质材料的要求,要将不同材料的特性结合起来考虑,取长补短。两种或两种以上材料的复合,未来理想骨组织工程基质材料的制备应将不同材料通过合适的方法组合成复合材料,要求材料除应具有预期的物理化学性质外,还应在复合后无副反应。不同材料相互搭配组合形成了大量的性质各异的复合材料。因此,从现有的条件出发,将已证明具有良好性能的生物材料加以加工、改进采用多种材料联用的方法,使材料具备更好的骨修复性能将是一个有效途径。
本发明的目的在于提供一种制备简单,生物相容性好,效果显著,可完全吸收的可注射活性骨修复材料。为实现上述目的,本发明采用如下技术方案一种可注射活性骨修复材料,包括半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽的混合物和固化液。半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽的重量比为0.I10000:0.I10000:1,固化液的用量范围是按半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽混合物每克用0.0120ml。混合物和固化液充分搅拌混合后即可得到浆状可注射活性骨修复材料,浆状可注射活性骨修复材料并在550分钟后固化。更优的方案是所述的半水硫酸钙为α半水硫酸钙(CSH),粒径为1(Γ30μm;所述羟基磷灰石粒径为5100μm。更有的方案是所述半水硫酸钙为α半水硫酸钙(CSH),粒径为10nnT800nm。更优的方案是所述轻基磷灰石为纳米级,粒径为10ηπΓ500ηπι。可替代的方案是所述羟基磷灰石可以替代为磷酸三钙、磷酸钙、硫酸钙中的一种或多种。更优的方案是所述的固化液为蒸馏水或去离子水或PBS或磷酸盐缓冲液或柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液或模拟体液等。更优的方案是所述混合物包括半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽和添加剂。添加剂可以是胶原或透明质酸或壳聚糖或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖等的粉末。半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽和添加剂的重量比为O.I10000O.I1000010.01100。更优的方案是所述固化液中添加胶原溶液或透明质酸或壳聚糖或海藻酸或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖衍生物或海藻酸衍生物等添加剂。添加剂的用量范围为每100毫升固化液添加O.Γιοο克添加剂。更优的方案是复合材料中加入少量促凝物质,如二水硫酸钙等。半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽和促凝物质的重量比为O.I10000:0.I100001O.01100。本发明的另一目的在于提供一种可注射活性骨修复材料的制备工艺。为实现上述目的,本发明采用如下技术方案将半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将固化液B与混合物A充分混合得到所需的骨修复材料。更优的方案是将半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽及胶原混合均匀得到混合物C后,将固化液B与混合物C充分混合得到所需的骨修复材料。更优的方案是将半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽及二水硫酸钙混合均匀得到混合物D后,将固化液B与混合物D充分混合得到所需的骨修复材料。本制备方法配方简单,制备工艺易行。在24个小时内,即可制备所需的修复材料,具有良好的可注射性,半小时内固化。制备简单,生物相容性好。并具有低温、低真空、低能耗、低污染的特点。符合“软加工”(SoftProcessing)方式进行材料的合成要求。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明实施例I将5g粒径小于20μηι的α半水硫酸|丐(CSH)、5g粒径小于50μm的轻基磷灰石与与O.5mgBMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将蒸馏水与混合物A按O.4ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例2将3g粒径小于30μm的α半水硫酸|丐(CSH)、2g粒径小于20μm轻基磷灰石与3mgBMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将蒸馏水与混合物A按O.3ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例3将3g粒径小于800nm的α半水硫酸韩(CSH)、Ig粒径小于20μm轻基磷灰石与IOmgBMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将3wt%的海藻酸溶液与混合物A按O.3ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例4将3g粒径为300±50nm的α半水硫酸f丐(CSH)与Ig粒径小于10μm轻基磷灰石、15mgBMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将3wt%的透明质酸水溶液与混合物A按O.3ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例5将3g粒径为300±50nm的α半水硫酸I丐(CSH)、Ig粒径小于10μm轻基磷灰石、IOmgBMP-2活性多肽和O.5g胶原蛋白微粒混合均匀得到混合物A后,将蒸馏水与混合物A按O.3ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例6将4g粒径小于30μm的α半水硫酸钙(CSH)、Ig粒径为30μπΓ200μm的β磷酸三钙与4mgBMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将3wt%的透明质酸水溶液与混合物A按O.5ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例7将4g粒径小于30μηι的α半水硫酸f丐(CSH)、Ig粒为60±IOnm的轻基磷灰石、400mgBMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,将蒸馏水与混合物A按O.4ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。实施例8将4g粒径小于30μηι的α半水硫酸f丐(CSH)、Ig粒径为60±IOnm的轻基磷灰石、4mgBMP-2活性多肽和O.Ig二水硫酸钙混合均匀得到混合物A后,将PBS与混合物A按O.4ml/g的比例充分混合,得到所需的骨修复材料。权利要求1.一种可注射活性骨修复材料,其特征在于包括半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽的混合物和固化液,半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽的重量比为O.I10000:0.I10000:0.1,半水硫酸钙和羟基磷灰石与BMP-2活性多肽混合物每克用O.0120ml固化液充分搅拌混合后即可得到浆状可注射活性骨修复材料。2.如权利要求I所述可注射活性骨修复材料,其特征在于所述的半水硫酸钙为α半水硫酸钙(CSH),粒径为1030μm;所述羟基磷灰石粒径为5100μm。3.如权利要求I所述可注射活性骨修复材料,其特征在于所述半水硫酸钙为α半水硫酸1丐(CSH),粒径为10nnT800nm,所述轻基磷灰石为纳米级,粒径为10ηπΓ500ηηι。4.如权利要求I所述可注射活性骨修复材料,其特征在于所述羟基磷灰石可以替代为磷酸三钙、磷酸钙、硫酸钙中的一种或多种。5.如权利要求I所述可注射活性骨修复材料,其特征在于所述的固化液为蒸馏水或去离子水或磷酸盐缓冲液或柠檬酸或柠檬酸盐缓冲液,也可以为胶原溶液或透明质酸溶液或壳聚糖溶液或海藻酸溶液或类人类蛋白胶原溶液或透明质酸衍生物溶液或壳聚糖衍生物溶液或海藻酸衍生物溶液。6.一种可注射活性骨修复材料,其特征在于包括半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽的混合物、固化液和添加剂,所述添加剂可以是胶原或透明质酸或壳聚糖或类人类蛋白胶原或透明质酸衍生物或壳聚糖的粉末,半水硫酸钙、羟基磷灰石、ΒΜΡ-2活性多肽和添加剂的重量比为O.I100000.I1000010.01100。7.如权利要求I所述可注射活性骨修在于半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽的混合物中加入二水硫酸钙作促凝物质,半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽和促凝物质的重量比为O.I100000.I1000010.01100。8.一种可注射活性骨修复材料的制备工艺,其特征在于,采用如下技术方案将半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽混合均匀得到混合物A后,固化液B与混合物A充分混合得到所需的骨修复材料。9.如权利要求10所述可注射活性骨修复材料的制备工艺,其特征在于将半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽及胶原混合均匀得到混合物C后,将固化液B与混合物C充分混合得到所需的骨修复材料。10.如权利要求10所述可注射活性骨修复材料的制备工艺,其特征在于将半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽及二水硫酸钙混合均匀得到混合物D后,将固化液B与混合物D充分混合得到所需的骨修复材料。全文摘要一种可注射活性骨修复材料及其制备方法,包括半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽的混合物和固化液。半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽的重量比为0.1~100000.1~100000.1,固化液的用量范围是按半水硫酸钙、羟基磷灰石、BMP-2活性多肽混合物每克用0.01~20ml。混合物和固化液充分搅拌混合后即可得到浆状可注射活性骨修复材料。本制备方法配方简单,制备工艺易行。在24个小时内,即可制备所需的修复材料,具有良好的可注射性,半小时内固化。制备简单,生物相容性好。并具有低温、低真空、低能耗、低污染的特点。文档编号A61L27/12GK102600511SQ201110021538公开日2012年7月25日申请日期2011年1月19日优先权日2011年1月19日发明者甘少磊申请人:北京博恩康生物科技有限公司
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