CN108042850A - 一种可注射骨修复材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可注射骨修复材料及其制备方法，制备方法包括步骤：对恒牙进行还原、粉碎以及脱钙处理得到脱钙人牙基质材料，再进行干燥和灭菌，制备得到脱钙人牙基质材料冻干剂；将胶原蛋白粉溶于溶剂中，制备得到胶原蛋白溶液；将所述脱钙人牙基质材料冻干剂和所述胶原蛋白溶液混合均匀，制备得到可注射骨修复材料。本发明所制备的可注射骨修复材料，具有良好的生物相容性、无免疫排斥且具有骨诱导活性，可用作不规则骨修复，也适用于闭合性手术治疗，具有广阔的临床市场前景。

Description

一种可注射骨修复材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用材料领域，尤其涉及一种可注射骨修复材料及其制备方法。
背景技术
目前，创伤、感染、肿瘤等引起的骨缺损是危害人类健康的一个关键因素，并影响着人们的正常生活水平，而且大部分不能自愈，需进行骨移植。自上个世纪60年代，美国学者Urist发现骨形态发生蛋白(BMP)并提出骨诱导理论以来，人们对BMP展开大量研究，提出一系列治疗骨移植的材料。其中，自体骨移植是目前公认的最有效的骨移植材料，其生物相容性好、无免疫原性且具有骨诱导性；但其来源于自身，颇有“拆东墙补西墙”之意，并且不能进行大面积的移植，所以临床应用受到限制。此外，同种异体骨和异种骨也可以作为骨移植材料，但存在免疫排斥和潜在的病源传播风险，所以临床应用也受到限制。而后，人们通过对骨成分及结构的研究，开发了一些无机非金属骨修复材料，如陶瓷类、水泥类等以及复合骨修复材料，但也存在其固化时间不稳定，不便于手术操作，难以降解，力学能力差，孔隙率和孔径难以控制等缺点。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可注射骨修复材料及其制备方法，旨在解决现有骨修复材料容易引起排斥反应、不稳定、无法推广使用的问题。
本发明的技术方案如下：
一种可注射骨修复材料的制备方法，其中，包括步骤：
对恒牙进行还原、粉碎以及脱钙处理得到脱钙人牙基质材料，再进行干燥和灭菌，制备得到脱钙人牙基质材料冻干剂；
将胶原蛋白粉溶于溶剂中，制备得到胶原蛋白溶液；
将所述脱钙人牙基质材料冻干剂和所述胶原蛋白溶液混合均匀，制备得到可注射骨修复材料。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，所述脱钙人牙基质材料冻干剂按如下步骤制备：
(1)称取恒牙，并对其清洗、消毒、灭病毒处理，加入还原剂，搅拌1-3小时，然后浸泡1-5小时；
(2)滤去溶液，漂洗，过滤后进行粉碎处理，得到固体颗粒；
(3)加入盐酸进行脱钙处理，滤去溶液，漂洗和过滤后，即得到脱钙人牙基质材料；
(4)将脱钙人牙基质材料进行干燥处理，密封包装；
(5)经过灭菌处理，得到脱钙人牙基质材料冻干剂。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，所述胶原蛋白溶液按如下步骤制备：
(1)称取胶原蛋白粉，加入无菌注射用水，置水浴锅上使胶原蛋白粉完全溶解，制备得到质量百分比为1％～50％的胶原蛋白溶液；
(2)将所述胶原蛋白溶液进行分装，并过滤灭菌。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，所述还原剂为氢化铝锂、硼氢化钾、氯化锌、硼氢化钠、氯化锂、硼氢化锂、亚硫酸钠或碘化氢。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，所述盐酸浓度为0.5mol/L。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，采用60Co辐照灭菌方式进行灭菌。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，采用真空冷冻干燥方式进行干燥。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，所述固体颗粒的粒径为100-500μm。
所述的可注射骨修复材料的制备方法，其中，所述水浴锅的温度为37±5℃。
一种可注射骨修复材料，其中，采用如上任一项所述的制备方法制成。
有益效果：本发明所制备的可注射骨修复材料，具有良好的生物相容性、无免疫排斥且具有骨诱导活性，可用作不规则骨修复，也适用于闭合性手术治疗，具有广阔的临床市场前景。
具体实施方式
本发明提供一种可注射骨修复材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所提供的一种可注射骨修复材料的制备方法，其包括步骤：
对恒牙进行还原、粉碎以及脱钙处理得到脱钙人牙基质材料，再进行干燥和灭菌，制备得到脱钙人牙基质材料冻干剂；
将胶原蛋白粉溶于溶剂中，制备得到胶原蛋白溶液；
将所述脱钙人牙基质材料冻干剂和所述胶原蛋白溶液混合均匀，制备得到可注射骨修复材料。
脱钙人牙基质材料(DTM)是一种富含骨形态发生蛋白(BMP)、胶原及其他蛋白多糖的复合物，是一种新型的具有骨诱导生物活性材料，能与载体形成缓释系统，生理性释放骨形态发生蛋白并诱导间充质细胞分化成为软骨细胞和成骨细胞，同时提供矿化所需基质和间充质细胞粘附的基层。骨是一种以胶原蛋白和磷酸钙为主要成分，构成具有精密结构的复杂生物材料。其中，骨中存在的大多是I型胶原和II型胶原。胶原特有的三螺旋结构使它具有良好的生物学性能，如高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性和低细胞毒性以及促进细胞生长的性能，所有这些特性都使其成为一种理想的生物医用材料和药物载体。
现有的可注射骨修复材料所采用的技术大多是胶原蛋白与无机化学合成骨或异种骨结合使用。该类材料的组分之一—化学合成骨，具有一定力学的机械性能，取材来源也广泛、易制备，但不易降解；而异种骨的成分虽然很接近人骨成分，但易引起排斥反应。而将本发明的材料应用于骨修复手术中，手术相对操作简便，可减少患者的痛苦；本发明使用的是同种骨材料，成分与患者骨成分相似，可降解，且降解周期与骨修复周期一致；同种骨的制备是经过脱细胞等处理而得，无免疫排斥，提高骨修复的成功率。
本发明的可注射骨修复材料采用分装式的包装，即所述可注射骨修复材料包括分别独立包装的脱钙人牙基质材料冻干剂和胶原蛋白溶液。
制备步骤包括：1、制备脱钙人牙基质材料(DTM)，通过干燥，灭菌，制备脱钙人牙基质材料冻干剂；2、制备胶原蛋白溶液；3、将脱钙人牙基质材料冻干剂和胶原蛋白溶液混合均匀，制备可注射骨修复材料。
具体地，所述脱钙人牙基质材料冻干剂按如下步骤制备：
S11、称取恒牙，并对其清洗、消毒、灭病毒处理，加入还原剂，搅拌1-3小时，然后浸泡1-5小时；
S12、滤去溶液，漂洗，过滤后进行粉碎处理，得到固体颗粒；
S13、加入盐酸进行脱钙处理，滤去溶液，漂洗和过滤后，即得到脱钙人牙基质材料；
S14、将脱钙人牙基质材料进行干燥处理，密封包装；
S15、经过灭菌处理，得到脱钙人牙基质材料冻干剂。
在所述步骤S11中，具体可用纯化水清洗多次，例如清洗3～6次，然后过滤去除水。灭病毒具体可采用过氧乙酸进行处理，即浸泡于过氧乙酸中，浸泡时间为1～4小时。然后再用纯化水进行清洗，例如清洗3～6次，然后过滤去除水。然后再加入加入碳酸氢钙溶液，浸泡并搅拌。所述还原剂为氢化铝锂、硼氢化钾、氯化锌、硼氢化钠、氯化锂、硼氢化锂、亚硫酸钠或碘化氢。进一步，所述盐酸浓度为0.5mol/L。
在所述步骤S12中，粉碎可采用机械粉碎的方式，粉碎后固体颗粒的粒径优选为100-500μm。
在所述步骤S13中，所述盐酸的浓度优选为0.5mol/L，搅拌并进行浸泡，二者共24小时。
在所述步骤S14中，将步骤S13得到的材料经真空冷冻干燥方式进行干燥，密封包装，分装规格为0.1g～1.5g/瓶。例如规格为0.1g/瓶、0.5g/瓶、1.0g/瓶或1.5g/瓶。
在所述步骤S15中，采用60Co辐照灭菌方式进行灭菌。
具体地，所述胶原蛋白溶液按如下步骤制备：
S21、称取胶原蛋白粉，加入无菌注射用水，置水浴锅上使胶原蛋白粉完全溶解，制备得到质量百分比为1％～50％的胶原蛋白溶液；
S22、将所述胶原蛋白溶液进行分装，并过滤灭菌。
在所述步骤S21中，所述水浴锅的温度为37±5℃。所述的胶原蛋白粉优选为医药级胶原蛋白粉。医用级胶原蛋白粉标准：胶原蛋白纯度：>98％；总生菌数：无菌；热原试验(EU/g)：<20；储存温度：室温。
在所述步骤S22中，具体可将上述胶原蛋白溶液分装至一次性医用注射装置中(注射装置规格为0.5～2ml，注射针头规格0.2～0.7mm)，过滤灭菌，即得胶原蛋白溶液。
胶原蛋白溶液标准：无菌；热原试验(EU/g)：<20；储存温度：2℃～10℃；pH：6.0～7.2。
本发明还提供一种可注射骨修复材料，其采用如上所述的制备方法制成。本发明制备的可注射骨修复材料是一种新的剂型，在治疗骨修复手术中，操作简便，避免繁琐，大大减少因使用不当造成的医疗事故，也可以减少患者的痛苦，增加顺应性；本发明使用口腔科拔除废牙为原料，废物利用，节能环保；同种骨材料，成分与人体骨成分相似，无免疫排斥；胶原与材料完美结合，可诱导成骨，促进骨修复，缩短病程；可降解，降解周期与骨修复周期一致，显著提高骨修复效果。
实施例
(1)称取恒牙，用纯化水清洗5次，滤去水，加入3mol/L的过氧乙酸消毒，并浸泡2小时；滤去溶液，加入纯化水清洗3-5次，滤去水，加入5mol/L碳酸氢钙溶液，浸泡并搅拌4小时；再加入5mol/L亚硫酸钠溶液进行还原，搅拌3小时，再浸泡5小时。
(2)滤去溶液，加入纯化水清洗5次，滤去水；用机械方法粉碎处理，得到粒径为250μm大小的固体颗粒。
(3)在上述固体颗粒中加入0.5mol/L盐酸溶液，搅拌并浸泡24小时(共24小时)，滤去溶液，加入纯化水清洗5次，滤去水，得到脱钙人牙基质材料。
(4)将上述脱钙人牙基质材料放入真空冷冻干燥机中，真空度设置为35Pa；设置冻干程序段，加热至45℃，持续48小时，得到多孔、高孔隙率的骨诱导活性牙骨粉材料，即冻干牙骨粉材料；将冻干牙骨粉材料进行真空密封包装，分装规格为0.1g～1.5g/瓶。
(5)经60Co辐照灭菌，得到脱钙人牙基质材料冻干剂。
(6)称取一定质量的胶原蛋白粉，加入无菌注射用水，置37±5℃的水浴锅上使其完全溶解，制备1％～50％的胶原蛋白溶液。
(7)将上述胶原蛋白溶液分装置一次性医用注射装置中(注射装置规格0.5～2ml，注射针头规格0.2～0.7mm)，经60Co辐照灭菌，即得胶原蛋白溶液。
本发明的可注射骨修复材料，因注入人体使用，需临用前配制。使用前将胶原蛋白溶液注入装有脱钙人牙基质材料冻干剂瓶中，反复振摇，使其混合均匀，即得到可注射骨修复材料。
综上所述，本发明所制备的可注射骨修复材料，具有良好的生物相容性、无免疫排斥且具有骨诱导活性，可用作不规则骨修复，也适用于闭合性手术治疗，具有广阔的临床市场前景。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
对恒牙进行还原、粉碎以及脱钙处理得到脱钙人牙基质材料，再进行干燥和灭菌，制备得到脱钙人牙基质材料冻干剂；
将胶原蛋白粉溶于溶剂中，制备得到胶原蛋白溶液；
将所述脱钙人牙基质材料冻干剂和所述胶原蛋白溶液混合均匀，制备得到可注射骨修复材料。
2.根据权利要求1所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述脱钙人牙基质材料冻干剂按如下步骤制备：
(1)称取恒牙，并对其清洗、消毒、灭病毒处理，加入还原剂，搅拌1-3小时，然后浸泡1-5小时；
(2)滤去溶液，漂洗，过滤后进行粉碎处理，得到固体颗粒；
(3)加入盐酸进行脱钙处理，滤去溶液，漂洗和过滤后，即得到脱钙人牙基质材料；
(4)将脱钙人牙基质材料进行干燥处理，密封包装；
(5)经过灭菌处理，得到脱钙人牙基质材料冻干剂。
3.根据权利要求1所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述胶原蛋白溶液按如下步骤制备：
(1)称取胶原蛋白粉，加入无菌注射用水，置水浴锅上使胶原蛋白粉完全溶解，制备得到质量百分比为1％～50％的胶原蛋白溶液；
(2)将所述胶原蛋白溶液进行分装，并过滤灭菌。
4.根据权利要求2所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为氢化铝锂、硼氢化钾、氯化锌、硼氢化钠、氯化锂、硼氢化锂、亚硫酸钠或碘化氢。
5.根据权利要求2所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述盐酸浓度为0.5mol/L。
6.根据权利要求2所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，采用60Co辐照灭菌方式进行灭菌。
7.根据权利要求2所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，采用真空冷冻干燥方式进行干燥。
8.根据权利要求2所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述固体颗粒的粒径为100-500μm。
9.根据权利要求3所述的可注射骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述水浴锅的温度为37±5℃。
10.一种可注射骨修复材料，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的制备方法制成。
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