CN101439203B - 开放性骨缺损治疗用同种骨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治疗具有潜在感染的开放性骨缺损的骨植入材料及其制备方法，具体是一种人类同种骨制成的开放性骨缺损治疗植入用同种骨及其制备方法。本发明通过超声和真空复合操作在同种骨骨块中复合渗入感染菌敏感型抗生素和抗生素的缓释载体，可有效控制植骨局部的感染，无需二次手术，并降低了现有治疗方式由于在全身应用大剂量抗生素所造成的毒副作用，适用于具有潜在感染的开放性骨缺损时的骨移植治疗。

Description

开放性骨缺损治疗用同种骨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种治疗具有潜在感染的开放性骨缺损的骨植入材料及其制备方法，具体是一种人类同种骨制成的开放性骨缺损治疗植入用同种骨及其制备方法。

背景技术

公开号为CN1579561的发明专利披露了一种同种骨骨粉及其制备方法，涉及用于口腔科临床治疗多种原因引起的骨缺损的填充材料及其制备方法。该骨粉是将人类骨粉碎制成0.125～0.9mm的颗粒，然后在蒸馏水和乙醇中用超声法清洗进行脱脂、再在盐酸中超声清洗进行脱矿，接着去酸调pH值、灭菌，最后冷冻干燥辐照而得的，既降低免疫原性、保留成骨因子，又杀灭致病微生物。可直接用作口腔科牙周病、拔牙窝、囊肿、肿瘤等原因引起的骨缺损治疗的填充材料，也可与生物调合剂重塑成各种非天然结构的骨植入材料，用于治疗其它原因造成的骨缺损。

然而，战伤、创伤等各种原因造成的开放性骨缺损，在治疗的同时，又面临潜在感染可能导致的植骨失败，影响患者骨折的愈合，并形成骨不连、骨髓炎、骨坏死等并发症。轻则影响患者的生活质量，重则危及患者的生命安全。对于各种原因造成的开放性骨缺损，由于存在潜在感染，临床上往往无法进行一期植骨，现有的方法是先进行彻底清创、软组织覆盖，待感染消除、伤口愈合、血管重建后进行二期植骨修复。这样，一方面增加了患者的痛苦及治疗时间，也增加了医疗费用。同时此方法在治疗过程中需全身应用大量抗生素，在对患者造成全身毒副作用的同时却无法在感染局部形成高效的抑菌浓度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效防治骨移植过程中局部感染、且无需全身使用抗生素的开放性骨缺损治疗用同种骨及其制备方法。

本发明的开放性骨缺损治疗用同种骨，包括可用作骨缺损治疗填充的骨块或骨条，且在骨块或骨条中含有抗生素和抗生素的缓释载体。

上述抗生素可以是骨科常见感染菌敏感型抗生素，如庆大霉素、头孢氨苄、头孢噻吩、头孢曲松、卡那霉素等，所说抗生素的缓释载体可以是在体内可降解的生物大分子，如明胶、胶原、RGD、多聚赖氨酸等。

一种开放性骨缺损治疗用同种骨制备方法，包括如下步骤：

(1)将经清洗、脱脂处理，并恒重的同种骨骨块浸泡于抗生素的生理盐水或PBS溶液中，并对溶液进行超声处理和真空负压复合处理；

(2)取出骨块，冷冻干燥；

(3)将冷冻干燥后的骨块浸泡于缓释载体溶液中，再一次对溶液进行超声处理和真空负压复合处理；

(4)对复合后的骨块进行冷冻干燥处理。

该缓释型同种抗菌骨经过深度冷冻、充分清洗、冷冻干燥、辐照灭菌处理，去除和破坏了同种骨内的抗原成分，因此，有效降低了同种骨的免疫原性，杜绝了疾病传播，保留了同种骨的力学性能，成骨活性；采用无免疫原性且生物相容性好的明胶作为抗生素的缓释载体，利用两次超声和负压双重复合法掺入抗生素，既能使植骨局部抗生素达到高效的抗菌浓度，又能维持较长的抗生素缓释时间。利用本发明的开放性骨缺损治疗用同种骨治疗具有潜在感染的开放性骨缺损，由于能在植骨局部形成较长时间的高效的抗生素浓度，有效控制植骨局部的感染，同种骨内在的BMP等生长因子能促进成骨，加速骨愈合，因此能避免二次手术，缩短了住院时间，降低医疗费用，减轻患者痛苦，并降低了现有治疗方式由于在全身使用大剂量抗生素所造成的毒副作用。

具体实施方式

下面通过实例对本发明作更为详细的描述。

1.预处理

1.1深度冷冻：将同种骨置于-75℃的环境中冷冻2个月；

1.2去除同种表面软组织，将同种松质骨加工为5×5×5mm的骨块；

2.清洗

2.1清除骨髓：采用超声波清洗法去除松质骨内的骨髓、蛋白等成分，直至清洗液中肉眼观察不到浑浊；

2.2乙醇脱脂：将上步处理好的材料放入浓度为95％的乙醇溶液中，超声清洗30分钟；

2.3冷冻干燥：将脱脂后的材料置于冷冻干燥机内进行冷冻干燥处理，直至恒重；

3.庆大霉素的掺入

将恒重后的骨块称重(G₀)后，浸泡在一盛有40mg/ml庆大霉素的溶液中，超声复合5分钟，用以清洗骨髓腔及排出空气，加速庆大霉素溶液的渗入。然后，再在0.09MPa负压下真空复合5分钟，常温密闭浸泡24小时；取出骨块，称重(G₁)后；冷冻干燥24小时后，称重(G₂)。

4.明胶溶液的掺入

将称重后的骨粒放入庆大霉素浓度为40mg/ml(ρ₂)的25％明胶溶液中。同样采用上述3中所述的超声和负压复合方法，促进庆大霉素明胶溶液掺入骨髓腔；常温密闭浸泡24小时；取出骨块，称重(G₃)。

5.封装灭菌

将称重后的庆大霉素复合抗菌骨冷冻干燥24小时，三层无菌封装，贴辐照标签，25kGy⁶⁰Co辐照灭菌，4℃保存备用。

6.庆大霉素复合量的计算

根据掺入骨块中的庆大霉素及庆大霉素明胶溶液量和浓度计算每一骨块中庆大霉素含量，计算公式如下：

每一骨块中庆大霉素复合量(g)＝[(G₁-G₀)×庆大霉素溶液浓度ρ₂+(G₃-G₂)×庆大霉素明胶溶液浓度ρ₂]÷块数n

经上述浓度参数与方法复合，所复合庆大霉素量为9.08～9.21mg/块。

7.庆大霉素复合同种抗菌骨相关参数说明

7.1缓释时间

经上述复合的庆大霉素复合抗菌骨在体外缓释可持续12天，体内14天达到金黄色葡萄球菌有效抑菌浓度。并可通过适度提高或降低明胶溶液浓度来延长或缩短缓释时间。但经体内外实验，25％的明胶基本可以达到缓释2周的要求，同时又不影响其掺入松质骨腔隙，是一个较理想的明胶浓度。

7.2局部组织与血液中庆大霉素浓度

经大鼠肌肉埋入实验表明：局部肌组织中最高庆大霉素浓度为(17.34±7.36)μg/ml，远远低于影响成骨细菌增殖的庆大霉素浓度400μg/ml，而血清中庆大霉素浓度维持于较低水平(小于2μg/ml)。

上述实施例中，同种骨的尺寸可以根据使用的需要进行加工，但较为经常使用的还可以是5×5×25mm的骨条。

最初预处理时，深度冻冷过程为-75℃的环境中至少2个月，但可以根据情况，如冷冻温度、骨块尺寸、骨块本身的清洁程度等进行相应的调整，只要通过此处理操作，能破坏同种骨内抗原成分，降低植入物内抗原即可。

抗生素的选用可以是骨科常见感染菌敏感型抗生素，如庆大霉素、头孢氨苄、头孢噻吩、头孢曲松、卡那霉素等；缓释剂明胶溶液的可选浓度范围为5～50％，而且，还可以选用其他的缓释剂溶液，如胶原溶液、RGD溶液、多聚赖氨酸溶液，且浓度范围最好为5～50％。辐照灭菌剂量的可选则范围为15～25kGy。

Claims (3)

1.一种开放性骨缺损治疗用同种骨的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将经清洗、脱脂处理，并恒重的同种骨骨块浸泡于溶液浓度为40mg/ml的庆大霉素抗生素的生理盐水或PBS溶液中，并对溶液进行超声处理和真空负压复合处理；

（2）取出骨块，冷冻干燥；

（3）将冷冻干燥后的骨块浸泡于溶液浓度为25%的明胶缓释载体溶液中，再一次对溶液进行超声处理和真空负压复合处理；

（4）对复合后的骨块进行冷冻干燥处理。

2.如权利要求1所述的开放性骨缺损治疗用同种骨的制备方法，其特征在于：还包括在清洗前，对同种骨在-75℃的环境中冷冻2个月的操作的步骤和最后对骨块进行辐照灭菌的操作步骤。

3.如权利要求2所述的开放性骨缺损治疗用同种骨的制备方法，其特征在于：辐照灭菌所用的辐照剂量为25kGy。