CN112933294A - 一种可塑性骨水泥再生修复材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可塑性骨水泥再生修复材料。包括聚己内酯、丝素蛋白和BMP蛋白。本发明选择用聚己内酯和丝素蛋白作为骨水泥制备材料，具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及良好的生物降解性。可塑性骨水泥再生修复材料的研究预期达到松质骨的力学强度，具有可注射性、流动性、塑型性、显著提高骨水泥的成骨活性及其骨修复效果；研究产出预期将具有显著的临床意义和社会经济价值。

Description

一种可塑性骨水泥再生修复材料

技术领域

本发明属于骨修复材料制备技术领域，具体涉及一种可塑性骨水泥再生修复材料。

背景技术

骨水泥是一种用于骨科手术的医用材料，由于它的部分物理性质以及凝固后外观和性状颇像建筑、装修用的白水泥，便有了此名称。现有的骨水泥有PMMA骨水泥和磷酸钙骨水泥。

PMMA骨水泥的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯，是一种由粉剂和液剂组成的室温自凝粘结剂。但PMMA属于生物惰性材料，不能与宿主骨组织形成有机的化学界面结合，另外凝固聚合过程中产生热量、单体的细胞毒性作用、可操作时间有限等不足也限制了其临床应用。

磷酸钙骨水泥(CPC)最早由美国的Brown和Chow于20世纪80年代提出，CPC是由一种或几种磷酸钙盐粉末的混合物与调和用的液相发生水化发应，在生理条件下能自固化，如在温度37℃、湿度100％条件下发生水化反应得到与人体骨组织相近的固化产物－羟基磷灰石或透钙磷灰石，因此具有一定的可降解性和良好的生物相容性。但降解性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可塑性骨水泥再生修复材料。

一种可塑性骨水泥再生修复材料，包括聚己内酯、丝素蛋白和BMP蛋白。

所述丝素蛋白的含量为骨水泥总质量的9.2-40％。

所述聚己内酯的含量为骨水泥总质量的60-90％。

所述BMP蛋白的含量为骨水泥总质量的0.01-0.8％。

一种可塑性骨水泥再生修复材料的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)取聚己内酯在65-75℃条件下融解，将丝素蛋白加入聚己内酯中，搅拌均匀；

(2)降温至60℃，加入BMP蛋白，搅拌均匀，放入磨具中定型，冷却后取出。

本发明的有益效果：本发明选择用聚己内酯和丝素蛋白作为骨水泥制备材料，具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及良好的生物降解性。可塑性骨水泥再生修复材料的研究预期达到松质骨的力学强度，具有可注射性、流动性、塑型性、显著提高骨水泥的成骨活性及其骨修复效果；研究产出预期将具有显著的临床意义和社会经济价值。

附图说明

图1细胞实验中CCK-8含量的测定。

图2为降解实验中可塑性骨水泥降解情况；

图中自左至右为大鼠术后3、6、12月，切口内外可塑性骨水泥材料降解情况。

图3为通过HE染色观察可塑性骨水泥材料在大鼠体内12个月后的降解情况。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

实施例1

一种可塑性骨水泥再生修复材料，包括如下重量份数的原料组分：丝素蛋白25份、聚己内酯75份、BMP蛋白0.2份。

上述可塑性骨水泥再生修复材料的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)取聚己内酯在70℃条件下融解，将丝素蛋白加入聚己内酯中，搅拌均匀；

(2)降温至60℃，加入BMP蛋白，搅拌均匀，放入磨具中定型，冷却后取出。

实施例2

一种可塑性骨水泥再生修复材料，包括如下重量份数的原料组分：丝素蛋白20份、聚己内酯80份、BMP蛋白0.3份。

上述可塑性骨水泥再生修复材料的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)取聚己内酯在70℃条件下融解，将丝素蛋白加入聚己内酯中，搅拌均匀；

(2)降温至60℃，加入BMP蛋白，搅拌均匀，放入磨具中定型，冷却后取出。

实施例3

一种可塑性骨水泥再生修复材料，包括如下重量份数的原料组分：丝素蛋白30份、聚己内酯70份、BMP蛋白0.6份。

上述可塑性骨水泥再生修复材料的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)取聚己内酯在70℃条件下融解，将丝素蛋白加入聚己内酯中，搅拌均匀；

(2)降温至60℃，加入BMP蛋白，搅拌均匀，放入磨具中定型，冷却后取出。

实验例：

1.力学强度检测：

检测项目为弯曲试验(3点弯曲)、拉伸试验，测试实施例1-3的骨水泥再生修复材料，测试试件的尺寸：10x5x5mm，对照例为人脊椎松质骨。测试结果见表1：

表1

注：*代表与实施例1组比较P<0.05。

2.细胞实验

试验方法：

①样品浸提液：取样品，剪成约1cm×1cm小块，按0.2g/mL的比例，加入含10％血清的1640培养基，37℃浸提72h备用；②空白对照液：同批含10％血清的1640培养基，同法制备。

按照GB/T14233.2-2005规定的MTT试验方法，将1×10⁴/mL细胞悬液接种于96孔板，每孔100μL，置5％CO₂培养箱中37℃培养24h后，弃去原培养液。分别加入样品浸提液、空白对照液、阴性对照液和阳性对照液，每孔100μL，置CO₂培养箱中37℃培养72h，然后每孔加入5g/L的MTT溶液20μL，继续培养4h后弃去孔内溶液，加入DMSO 150μL，振荡10min，在酶标仪570nm和630nm双波长下测定吸光度(OD值)。按公式(1)计算细胞相对增殖率(RGR)：

RGR＝A/A0×100％ 公式(1)

结果判定：根据RGR按表1分级标准判定。阴性对照组的反应不大于1级，阳性对照组的反应至少为3级时，判定结果可靠。

实验结果如图1所示，细胞生长状况与产品PMMA组进行对比实验组明显高于PMMA组。

3.降解实验

大鼠肌肉注射1mL10％水合氯醛，待大鼠充分麻醉后给予备用，用剃须刀将大鼠股骨部位外侧各备1个4cm×4cm区域的皮肤，消毒，用手术刀在股骨一侧沿身体方向做一2cm切口，并将皮下游离，进行人造骨缺损，将实施例1制备的材料平展放入缺损，用直尺对照并拍照，手术缝线缝合切口，再次消毒，并在大鼠尾巴上标记大鼠并记录材料类型。

取材：术后3、6、12月，二氧化碳法处死大鼠，观察切口内外可塑性骨水泥材料降解情况。

结果为术后3、6、12月，可见明显逐渐降解的情况。

取皮下新生骨组织包裹的可塑性骨水泥材料，40g/L多聚甲醛固定48h后，常规脱水、包埋、切片、脱蜡，苏木精-伊红染色，显微镜下观察。主要观察指标不同材料对骨修复缺损与材料降解的微观结构、降解性能及成分，以及植入大鼠皮下后的生物相容性。分别对组织切片予以HE染色进行组织形态学观察。

结果如图3所示，通过HE染色可以明显的观察到大部分可塑性骨水泥材料降解。

4.体外降解试验

按照实施例1-3的方法将可塑性骨水泥材料制备完成，将各个分组的材料和对照组(PMMA骨水泥)按相同的质量制备。称重、辐照灭菌。模拟体液(SBF)在超净台进行过滤灭菌，装入无菌离心管中，按比例溶液20：1放入混合材料(混合材料经过辐照灭菌)密封放入摇床。3个月后取出材料，进行自然干燥，称重。查看降解性。

试验结果见表2：

表2

注：*代表与实施例1组比较P<0.05。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种可塑性骨水泥再生修复材料，其特征在于，包括聚己内酯、丝素蛋白和BMP蛋白。

2.根据权利要求1所述可塑性骨水泥再生修复材料，其特征在于，所述丝素蛋白的含量为骨水泥总质量的9.2-40％。

3.根据权利要求1所述可塑性骨水泥再生修复材料，其特征在于，所述聚己内酯的含量为骨水泥总质量的60-90％。

4.根据权利要求1所述可塑性骨水泥再生修复材料，其特征在于，所述BMP蛋白的含量为骨水泥总质量的0.01-0.8％。

5.一种可塑性骨水泥再生修复材料的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

(1)取聚己内酯在65-75℃条件下融解，将丝素蛋白加入聚己内酯中，搅拌均匀；

(2)降温至60℃，加入BMP蛋白，搅拌均匀，放入磨具中定型，冷却后取出。

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