CN107670100A - 鲍鱼壳合成羟基磷灰石及β‑磷酸三钙的双相磷酸钙型牙科医用合成骨移植材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明以由作为产业废弃物的鲍鱼壳所合成的活体移植用生物陶瓷，即羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)及β‑磷酸三钙(β‑tricalcium phosphate)作为原料，通过对用于牙槽骨再生的最佳配比的分析、旨在使对牙科医疗用骨组织再生的诱导极大化的移植材料内外部表面化处理、生物稳定性及生物适合性分析，提供源自鲍鱼壳的牙科医疗用双相磷酸钙型合成骨移植材料及其制造方法。

Description

鲍鱼壳合成羟基磷灰石及β-磷酸三钙的双相磷酸钙型牙科医 用合成骨移植材料及制备方法
技术领域
本发明涉及以由作为产业废弃物的鲍鱼壳所合成的活体移植用生物陶瓷，即羟基磷灰石及β-磷酸三钙作为原料的源自鲍鱼壳的牙科医疗用合成骨移植材料及其制造方法。
背景技术
至于需要做牙齿种植的患者来说，为了种植而首先要在骨缺损部位内部进行利用骨移植材料(Bone grafting material)的骨移植术(Bonegrafting)及引导骨再生术(Guided bone regeneration，GBR)，从而重建牙周病导致的消失的牙槽骨。这是因为骨移植材料使得种植牙和牙周组织之间的结合力提高，提高骨再生效果，且对由骨移植材料填充的骨缺损部位的新生骨形成有效。从而用于骨移植的骨移植材料不仅需要优异的生物学稳定性和生物适应性，且还需要促进骨形成和与此相关的血管再生以形成新生骨的支持体功能。尤其，除了通过骨形成细胞来直接形成新生骨的优异的骨生成性(Osteogenesis)之外，骨移植材料还需要使得向移植材料内部的血管和骨组织供给顺畅并由移植材料吸收和新生骨沉淀来形成骨的骨传导性(Osteoconduction)以及通过移植材料内部的骨形成蛋白(Bone morphogenetic protein，BMP)等骨诱导物质来形成新生骨的骨诱导性(Osteoinduction)等多种功能。因此充分考虑不同骨移植材料的优缺点以选择对患者适合的骨移植材料也被认为是重要的治疗要素。
目前市售的骨移植材料大体分为自体骨(Autogenous bone)、同种异体骨(Allograft bone)、异种骨(Xenograft bone)及合成骨移植材料(Syntheticbonesubstitute，Alloplastic bone material)等。
从患者患处之外的部位采取骨组织适用于牙槽骨损失部位的自体骨，在骨传导性、骨诱导性、骨生成性均优异，但需要在患部之外的部位进行用于采取骨组织的额外的手术并在骨组织获取方面存在局限性。同种异体骨是从尸体获取骨组织来使用且具有比较良好的骨传导性和骨诱导性，但是不仅需要有尸体捐赠者，而且还具有移植感染的危险。异种骨是从牛或猪等获取，具有骨传导性优异和骨组织获取容易的优点，但是移植到人体后存在免疫反应等危险因素。
合成骨移植材料是以可进行活体移植的生物陶瓷为核心而合成的骨类似物，克服了骨采取量的局限性、组织排斥反应等缺点，具有能够获得优异的价格竞争力、高生物适应性及生物学稳定性，相反具有低骨传导性的缺点。但是随着老龄化人口增加而需要骨移植手术的患者数量增加，在骨移植材料市场上对合成骨移植材料的需求预期会急速增加。特别是，以千禧年研究集团(Millenium Research Group)的资料为背景的韩国28家骨移植材料相关企业的调查资料表示，同种异体骨和异种骨显示每年12％的市场成长率，而合成骨移植材料显示每年15％的市场成长率，超过了同种异体骨和异种骨的市场成长率。因此需要开发出能够完善合成骨移植材料的缺点-低骨传导性的复合了生物陶瓷、生物玻璃、陶瓷氧化物、合成聚合物和金属化合物等而获得优异的骨传导性的合成骨移植材料。
但是目前的实际情况是，韩国国内合成骨移植材料市场高度依赖对外进口，因此进口合成骨移植材料价格高昂，对于需要牙槽骨移植的患者来说，这导致治疗费用成本上升且治疗费用方面的负担。从而为了提高国民的口腔保健，而迫切需要开发出不仅具有优异的生物适合性、生物稳定性、骨再生效率及经济性之外，而且还能够保护和培育相比国外合成骨移植材料合成企业处于弱势的国内合成骨移植材料合成企业的国内合成骨移植材料的自主合成技术。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种以由作为海洋废弃资源或产业废弃资源的鲍鱼壳所合成的活体移植用生物陶瓷，即羟基磷灰石和β-磷酸三钙作为原料而确保优异的骨形成性、生物适合性、生物学稳定性及经济性的双相磷酸钙型的合成骨移植材料及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种以由作为海洋废弃资源或产业废弃资源的鲍鱼壳所合成的活体移植用生物陶瓷，即羟基磷灰石和β-磷酸三钙作为原料而相比进口合成骨移植材料具有优异的价格竞争力的双相磷酸钙型的牙科医疗用合成骨移植材料及其制造方法。
根据本发明，能够开发由作为海洋或产业废弃物的鲍鱼壳所合成的具有优异骨形成性、活体适合性及生物稳定性并确保优异的价格竞争力的牙科医疗用合成骨移植材料，从而具有如下效果：缓解需要牙槽骨再生的口腔疾病患者的治疗费用负担，由此不仅能够对国民口腔保健的增进作出贡献，还能够代替牙科用合成移植材料的进口。
附图说明
图1是以作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙为原料的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料的制造方法的流程图。
图2是以作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙为原料的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料的制造方法的顺序图。
图3是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，用于鉴定经液氮浸渍和冷冻干燥的内部、外部表面化处理的电子显微镜照片。
图4是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，通过X光衍射(X-Ray Diffraction，XRD)分析烧结温度过程中可能发生的陶瓷变性与否的结果。
图5是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，通过傅立叶变换红外光谱(Fourier TransformInfrared(FT-IR)spectroscopy，FT-IR)分析烧结温度过程中可能发生的陶瓷变性与否的结果。
图6是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，作为用于分析与活体骨的相似度的方法，通过能量色散X射线光谱仪(Energy Dispersive X-ray spectroscopy，EDS)分析的钙及磷的比例分析结果。
图7是以原代正常人口腔上皮角质形成细胞(Primary normal human oralKeratinocyte)及MG-63造骨细胞为对象，为分析分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料的生物稳定性，通过MTT分析法进行细胞毒性分析的结果。
图8是以MG-63造骨细胞为对象，为分析分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料的细胞附着性及生物稳定性，进行基于DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)的核染色及细胞活/死试验(Celllive dead assay)后可视化的结果。
图9是为了分析分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料的生物适合性，以各合成移植材料为对象进行溶出并对此进行pH分析的结果。
图10是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料分别被移植到在头盖骨上诱导8mm骨缺损的实验用大鼠中8周之后的放射线计量学分析结果。
图11是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料分别被移植到在头盖骨上诱导8mm骨缺损的实验用大鼠中8周之后的组织学分析结果。
具体实施方式
下面将结合示例性的附图详细说明本发明的部分实施例。应当注意的是，在附图的构成要素中赋予附图标记时，相同的构成要素即使在不同的附图中示出也尽量标记了相同的符号。此外，在对本发明进行说明时认为相关公知构成或功能的具体说明可能会混淆本发明要旨的情况下，省略详细说明。
此外，在说明本发明构成要素时可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等用语。这些用语仅是为了将构成要素与其他构成要素进行区别，该构成要素的构成本质或关闭或顺序等并不由此限定。记载某构成要素与其他构成要素“连接”、“结合”或“链接”时，应当理解的是该构成要素可以是直接与其他构成要素连接或链接，也可以是各构成要素之间隔着其他构成要素“连接”、“结合”或“链接”。
本发明中所使用的作为活体移植用生物陶瓷的羟基磷灰石(HA)及β-磷酸三钙(β-TCP)是由被视为海洋或产业废弃物的鲍鱼壳所合成。
本发明涉及为了用作牙科医疗用生物材料的合成骨移植材料，而将源自鲍鱼壳的羟基石灰磷及β-磷酸三钙以6:4的比例复合而合成的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料的制造方法。
图1是以作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙为原料的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料的制造方法的流程图。
参照图1，根据本发明实施例的合成骨移植材料制造方法100包括：
将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙配伍的第一步骤S110；将第一步骤S110中所配伍的羟基磷灰石及β-磷酸三钙成型为合成骨移植材料后，将所述合成骨移植材料冷冻干燥的第二步骤S120；将第二步骤S120中所冷冻干燥的合成骨移植材料在特定温度下烧结特定时间的第三步骤S130；以及从所述第三步骤S130中所合成的合成骨移植材料中分离回收直径在200μm至500μm范围内的合成骨移植材料的第四步骤S140。
在第二步骤S120中，可将第一步骤S110中所配伍的羟基磷灰石及β-磷酸三钙与粘性物质搅拌并浸渍于液氮，以成型为合成骨移植材料后，将所述合成骨移植材料进行冷冻干燥。此时，粘性物质是指具有将第一步骤S110中所配伍的羟基磷灰石及β-磷酸三钙成型为合成骨移植材料所需的粘性的物质。例如，粘性物质可以为海藻酸(Alginate)水溶液等粘性水溶液，或明胶、琼脂(agar)等，本发明中以海藻酸水溶液为例进行说明。即粘性物质可以是特定浓度，例如1％的海藻酸水溶液。
此外，根据本发明实施例的合成骨移植材料制造方法100进一步包括将第四步骤S140中所回收的合成骨移植材料的过量钙离子浸渍于灭菌水以去除后进行干燥的第五步骤S150；及对第五步骤150中所回收的合成骨移植材料进行气体灭菌的第六步骤S160。
此时，在第三步骤S130中可以将第二步骤S120的合成骨移植材料在1100～1300℃，例如在1230℃下烧结1至6小时，例如可以烧结2小时。
具体地，第一步骤S110的配伍步骤是将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙以6:4、5:5及4:6的比例混合于含有氧化锆(Zirconia)球(Ball)的1％海藻酸(Alginate)溶液后，在研磨机中以250rpm在常温下粉碎12小时，从而诱导羟基磷灰石和β-磷酸三钙以均匀浓度混合的步骤。
此外，研磨工序不仅能够在之后进行的通过注射针(Gauge#21)的成型过程中，解决注射针内堵塞现象，不仅降低移植材料合成损失率，还可以通过二氧化锆球使羟基磷灰石及β-磷酸三钙的粒子大小变小，从而能够解决以海藻酸为支持体在液氮内以球型成型及冷冻干燥后发生的移植材料的崩塌现象。
将在第二步骤S120的移植材料成型及内、外部表面化处理步骤中所混合的源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙混合溶液进行回收后，为了成型为球形直径200～500μm大小的移植材料的形态，移至安装有注射针(Gauge#21)的注射器并安装于注射泵，之后将注射泵的速度固定为2～3ml/min，将混合的源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙溶液射出，并立即浸渍于液氮内急速冷却为球形从而成型移植材料的工序。
之后将在液氮中浸渍10分钟以上的球形的移植材料在固定为80℃的冷冻干燥机中进行24小时的冷冻干燥工序，移植材料内部吸收的液氮和水分向移植材料外部排除的过程中使移植材料外部变得粗糙而提高表面摩擦力，从而显著降低移植球形形态移植材料之后可能发生的移植材料的骨移植部位的脱离率。除此之外，在进行冷冻干燥工序而在移植材料内部吸收的液氮和水分向移植材料外部排出的过程中，在移植材料内部形成微气孔，从而不仅使得移植后骨细胞落脚的内部、外部表面极大化，还形成水分吸收度及稳定的活体内物质交换从而增进骨诱导性。
第三步骤S130的烧结步骤是将实施第二步骤S120后回收的移植材料使用烧结炉以每小时100℃逐步升温至1230℃后烧结2小时，在之后以每小时100℃逐步冷却，在烧结炉温度达到30～60℃时回收移植材料的工序。
尤其，本发明的由羟基磷灰石及β-磷酸三钙构成的双相磷酸钙型的合成骨移植材料在合成工序中在1234℃以上的烧结温度烧结时，β-磷酸三钙能够转换为α-磷酸三钙，因此可以在1230℃的烧结温度条件下实施2小时烧结工序。
第四步骤S140的移植材料大小均一化步骤是由于200μm至500μm范围内的球形移植材料能够维持适合于骨形成诱导的孔隙，因此在合成工序第三步骤实施后，将合成的移植材料利用径筛(Diameter sieve)分离以回收直径在200μm至500μm范围内的球形移植材料的步骤。
第五步骤S150的移植材料洗涤及干燥步骤是由于合成工序中所形成的过量存在于移植材料表面的钙离子在移植后可能会诱导组织内的细胞坏死，因此使用灭菌水在37℃下以每次15分钟反复3次而回收移植材料后，使用内部温度被调节为50℃的干燥机实施24小时的完全干燥的工序。
第六步骤S160的用于移植的灭菌步骤是为了移植而将完全干燥的移植材料以0.5g单位进行包装后，实施环氧乙烷气体灭菌的工序。
此外，本发明还提供通过作为牙科用合成骨移植材料的生物稳定性、物理化学特性分析及活体移植后性能评价(组织学和放射线计量学分析)分析的源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙以6:4配伍的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料。
此外，本发明提供源自鲍鱼壳的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料方法，该方法包括：为了获得优异的骨生成性、生物适合性及生物稳定性而分别以6:4、5:5及4:6的配比使用源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来进行制造并在活体移植8周后通过组织学和放射线计量学分析决定最佳配伍比例；为了使造骨细胞附着极大化并维持适合于血管形成及活体内生长因子易于交换的孔隙的形态而制造为直径200μm～500μm球形形态的注射泵工序；为防止移植时移植材料的骨缺损部位脱离而进行表面摩擦力增进；及为了形成与人体骨类似的移植材料内部微气孔而进行液氮浸渍和冷冻干燥以进行合成骨移植材料内外部表面化处理。
下面参照图2至图11具体说明将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙配伍以制造双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料的方法的实施例。
实施例
图2是以作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙为原料的双相磷酸钙型牙科医疗用合成骨移植材料的制造方法的顺序图。
图2中以图示的方式示出将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙配伍的第一步骤；进行成型及移植材料内外部表面化处理的第二步骤；进行烧结的第三步骤；使移植材料大小均一化的第四步骤；进行移植材料洗涤及干燥的第五步骤以及最后进行灭菌的第六步骤。
具体地，根据本发明一实施例的合成骨移植材料制造方法100从将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙配伍的第一步骤S110开始。首先，将源自鲍鱼壳羟基磷灰石及β-磷酸三钙以6:4、5:5、4:6的比例混合于1％海藻酸(Alginate)，溶液制备为总200ml后加入500ml容量的混合容器中，然后添加直径5mm二氧化锆(Zirconia)球(ball)250g，在研磨机中以250rpm在常温下粉碎12小时，从而使羟基磷灰石和β-磷酸三钙以均匀的密度和浓度均质化。
所述第一步骤S110的配伍步骤中，研磨工序不仅在第二步骤的移植材料成型及内外部表面化处理工序中待实施的借助注射针(Gauge#21)的成型过程中解决了注射针内堵塞现象，从而降低移植材料合成损失率，还通过二氧化锆球使羟基磷灰石及β-磷酸三钙的粒子尺寸变小，从而解决以海藻酸作为支持体在液氮内以球形成型及冷冻干燥后发生的移植材料的崩塌现象。
在所述第一步骤S110的配伍步骤后，作为第二步骤S120实施了移植材料成型及内外部表面化处理步骤。具体地，在所述第一步骤S110的配伍步骤后，去除二氧化锆球，回收混合在1％海藻酸的源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙溶液200ml，并为了成型为球形直径200μm～500μm大小的移植材料的形态，使用安装注射针(Gauge#21)的50ml容量注射器来移至注射泵并安装。
之后注射泵的速度固定为2～3ml/min，射出注射器内混合的源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙溶液，并立即浸渍到液氮内并急速冷却为球形，从而成型移植材料。此后，对于在液氮中浸渍10分钟以上的球形移植材料，在固定为80℃的冷冻干燥机中实施24小时的冷冻干燥，从而将移植材料内部吸收的液氮和水分排出到移植材料外部。
图3是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，用于鉴定经液氮浸渍和冷冻干燥的内部、外部表面化处理的电子显微镜照片。
参照图3，如合成移植材料的电子显微镜内外部表面化处理结果中所示，液氮浸渍后冷冻干燥过程中使移植材料外部表面粗糙而增加表面摩擦力，从而显著减少在球形移植材料移植后可能发生的移植材料的骨移植部位脱离率。
不仅如此，实施冷冻干燥工序将移植材料内部吸收的液氮和水分排出到移植材料外部的过程中，在移植材料内部形成微气孔，不仅使得能搞固定骨细胞的内外部表面极大化，还形成水分吸收度及稳定的活体内物质交换而增进骨诱导性。
实施第二步骤S120的移植材料成型及内外部表面化处理步骤后，实施第三步骤S130的烧结步骤。对实施第二步骤S120的移植材料成型及内外部表面化处理步骤后所回收的移植材料，利用烧结炉以每小时100℃逐步升温至1230℃后烧结2小时。
此后为了防止烧结后急速冷却而产生的移植材料的龟裂，以每小时100℃逐步冷却，在烧结炉温度达到30～60℃时回收所合成的移植材料。
尤其是，在本实施例中由羟基磷灰石及β-磷酸三钙构成的双相磷酸钙型合成骨移植材料合成工序中以1234℃以上的烧结温度进行烧结时，β-磷酸三钙能够转换为α-磷酸三钙，因此本实施例在1230℃烧结温度条件下实施2小时烧结工序。
图4是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，通过X光衍射(X-Ray Diffraction，XRD)分析烧结温度过程中可能发生的陶瓷变性与否的结果。
参照图4，以在1230℃烧结温度条件下实施2小时的烧结工序后所回收的合成骨移植材料为对象，实施X光衍射(X-Ray Diffraction，XRD)分析后，确认在分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来合成的合成骨移植材料中均显示了羟基磷灰石及β-磷酸三钙固有的峰位，没有发现附属的峰位，由此可以确认在1230℃烧结温度条件下实施的2小时的烧结工序中没有合成附属的陶瓷氧化物。
图5是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，通过傅立叶变换红外光谱(Fourier TransformInfrared(FT-IR)spectroscopy，FT-IR)分析烧结温度过程中可能发生的陶瓷变性与否的结果。
参照图5，以在1230℃烧结温度条件下实施2小时的烧结工序后所回收的合成骨移植材料为对象，实施傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared(FT-IR)spectroscopy，FT-IR)分析后，确认在分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来合成的合成骨移植材料中均显示了羟基磷灰石及β-磷酸三钙固有的峰位，没有发现附属的峰位，由此可以确认在1230℃烧结温度条件下实施的2小时的烧结工序中并没有合成附属的陶瓷氧化物。
图6是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造合成骨移植材料时，作为用于分析与活体骨的相似度的方法，通过能量色散X射线光谱仪(Energy Dispersive X-ray spectroscopy，EDS)分析的钙及磷的比例分析结果。
参照图6，为了分析与活体骨的相似度而通过能量色散X射线光谱仪(EnergyDispersive X-ray spectroscopy，EDS)分析钙(Calcium，Ca)及磷(Phosphate，P)的比例后，确认在分别以6:4、5:5及4:6的配比使用源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来合成的各个合成骨移植材料的钙/磷比例为1.79、1.91及1.64，由此可以知道与人体骨的钙/磷比1.67比较时，以4:6的配比将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙配伍所合成的合成骨移植材料最相似。
在第三步骤S130的烧结步骤后实施了第四步骤S140移植材料大小均一化步骤。由于200μm至500μm的球形移植材料能够维持适合骨生成诱导的孔隙，因此对在第三步骤S130的烧结步骤所回收的移植材料，利用径筛(Diameter sieve)如图3所示分离回收直径在200μm至500μm范围内的球形移植材料。
第四步骤S140的移植材料大小均一化步骤之后，实施了第五步骤S150的移植材料洗涤及干燥步骤。这是因为合成工序中所形成的过量存在于移植材料表面的钙离子在移植后可能诱导组织内的细胞坏死。因此分别以6:4、5:5及4:6的配比由源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙所合成的各个合成骨移植材料分别取0.1g浸渍于1ml无血清培养基，在37℃下溶出72小时以准备了第1次溶出物，在第1次溶出后在相同条件下实施第2次、第3次溶出。此后以正常口腔角质形成细胞及MG-63造骨细胞为对象，通过MTT分析法和细胞活/死染色法对分别回收的溶出物进行了细胞毒性分析。
图7是以原代正常人口腔上皮角质形成细胞(Primary normal human oralKeratinocyte)及MG-63造骨细胞为对象，为分析分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料的生物稳定性，通过MTT分析法进行细胞毒性分析的结果。
参照图7，在正常人口腔上皮角质形成细胞及MG-63造骨细胞中投入溶出物培养24小时后实施MTT细胞毒性分析后，可以确认通过增加合成的移植材料的溶出的洗涤步骤，正常人口腔上皮角质形成细胞及MG-63造骨细胞的细胞存活率增加。
图8是以MG-63造骨细胞为对象，为分析分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料的细胞附着性及生物稳定性，进行基于DAPI的核染色及细胞活/死试验(Cell live dead assay)后可视化的结果。
参照图8，在将第3次溶出后回收的合成骨移植材料中培养MG-63造骨细胞，并对合成骨移植材料表面附着的细胞实施DAPI核染色并进行分析后，不仅确认了高水平的细胞附着力，且在附着后实施细胞活/死试验分析后，还确认了透过细胞膜并被存在于细胞质的酯酶(Esterase)所分解而发生绿色荧光的绿色钙黄绿素(Green calcein AM)所染色的存活细胞，由此确认优异的细胞存活率。
而如图8a和图8b中所示，死亡细胞的情况而言，分析通过细胞膜形成的缺损部位存在于核内染色体之间的溴乙啡锭二聚体(Ethidium homodimer-1，EthD-1)而发出红色荧光的死亡细胞数，结果确认了在所有移植材料中显示没有显著性差异的高水平的细胞存活率。
但是，尤其在以6:4的配比由羟基磷灰石及β-磷酸三钙所配伍的合成骨移植材料中显示最高水平的细胞存活率。因此将该结果作为基础，使用灭菌水在37℃下以每次60分钟重复3次以回收移植材料后，使用调节内部温度为50℃的干燥机实施24小时的完全干燥。
图9是为了分析分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料的生物适合性，以各合成移植材料为对象进行溶出并对此进行pH分析的结果。
参照图9，分别以6:4、5:5及4:6的配比使用源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来合成的合成骨移植材料分别取0.1g浸渍于1ml无血清培养基，并以在37℃下溶出72小时的第3次溶出物为对象，作为物理化学特性分析的一环进行pH分析后，各个配伍比例合成的移植材料的pH均为7，即显示出与活体条件类似的pH。
第五步骤S150的移植材料的洗涤及干燥步骤后实施了第六步骤S160的用于移植的灭菌步骤。将在第五步骤S150的移植材料洗涤及干燥步骤后所回收的移植材料以0.5g单位包装后，实施了环氧乙烷气体灭菌。
在第六步骤S160的用于移植的灭菌工序之后，为了分析活体内效能分析及生物稳定性，将实验动物大鼠进行麻醉，在头盖骨生成直径为8mm的骨缺损。之后将分别以6:4、5:5及4:6的配比使用源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来合成的合成骨移植材料分别移植0.5g，为了防止移植材料脱离而使用阻断膜来缝合骨缺损部位，8周后摘取头盖骨以实施组织学及放射线计量学分析。
图10是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料分别被移植到在头盖骨上诱导8mm骨缺损的实验用大鼠中8周之后的放射线计量学分析结果。
参照图10，实施通过微计算机断层扫描(Micro computed tomography，micro-CT)实施放射线计量学分析后，确认在以6:4的配比由源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙所配伍合成的合成骨移植材料中显示最优异的骨再生效能。
而在分别以5:5及4:6的配比由源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙所配伍合成的合成骨移植材料中，相比以6:4的配比由源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙所配伍合成的合成骨移植材料，显示更高的生物吸收率。这是由于被认为是β-磷酸三钙的缺点的高生物吸收率所导致的结果，启示β-磷酸三钙的比例越高生物吸收率越快，从而作为用于骨再生的有效的支持体的作用会相对低。
图11是分别以6:4、5:5及4:6的配比使用作为源自鲍鱼壳的生物陶瓷的羟基磷灰石及β-磷酸三钙来制造的合成骨移植材料分别被移植到在头盖骨上诱导8mm骨缺损的实验用大鼠中8周之后的组织学分析结果。
参照图11，在实施组织学分析的结果中也与图10的放射线计量学分析结果相同，在以6:4的配比由源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙所配伍合成的合成骨移植材料中显示最优异的骨再生效能。
因此，如上所述，确认了以6:4的配比由源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙所配伍合成的合成骨移植材料具有高生物学稳定性、活体稳定性及优异的骨生成性。
以上说明仅为对本发明的示例性说明，本领域技术人员应当理解的是在不超出本发明的本质特性的范围内可以进行多样的变形。从而本说明书公开的这些实施例仅是说明本发明，本发明的思想和范围并不由此限定。本发明的保护范围应当由随附的权利要求书解释，在与其等同范围内的所有技术应当解释为包含在本发明的权利范围内。

Claims (8)

1.一种合成骨移植材料制造方法，包括：
将源自鲍鱼壳的羟基磷灰石及β-磷酸三钙配伍的第一步骤；
将所述第一步骤中所配伍的羟基磷灰石及β-磷酸三钙与粘性物质搅拌并浸渍于液氮，以成型为合成骨移植材料后，将所述合成骨移植材料冷冻干燥的第二步骤；
将所述第二步骤中所冷冻干燥的合成骨移植材料在特定温度下烧结特定时间的第三步骤；以及
在所述第三步骤中所合成的合成骨移植材料中分离回收直径在200μm至500μm范围内的合成骨移植材料的第四步骤。
2.根据权利要求1所述的合成骨移植材料制造方法，其中，所述粘性物质为1％的海藻酸水溶液。
3.根据权利要求1所述的合成骨移植材料制造方法，还包括：
将所述第四步骤中所回收的合成骨移植材料浸渍于灭菌水以去除所回收的合成骨移植材料的过量钙离子后进行干燥的第五步骤；及
对所述第五步骤中所回收的合成骨移植材料进行气体灭菌的第六步骤。
4.根据权利要求3所述的合成骨移植材料制造方法，其中，在所述第三步骤中将合成骨移植材料在1100℃～1300℃下烧结1小时至6小时。
5.根据权利要求3所述的合成骨移植材料制造方法，其中，在所述第六步骤中用环氧乙烷气体进行气体灭菌。
6.根据权利要求1所述的合成骨移植材料制造方法，其中，在所述第一步骤中，所述源自鲍鱼壳的所述羟基磷灰石及所述β-磷酸三钙的配比为4:6至6:4。
7.根据权利要求6所述的合成骨移植材料制造方法，其中，在所述第一步骤中，所述源自鲍鱼壳的所述羟基磷灰石及所述β-磷酸三钙的配比为6:4。
8.一种合成骨移植材料，所述合成骨移植材料源自鲍鱼壳且属于双相磷酸钙型，其中，所述合成骨移植材料通过权利要求5所述的合成骨移植材料制造方法所制造，其中，以4:6至6:4的配比将源自鲍鱼壳的所述羟基磷灰石及所述β-磷酸三钙配伍。
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