CN112999420A - 一种用于骨科填充的可塑形的骨海绵及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵及制备方法，包括骨海绵材料，所述骨海绵材料包括取自于人类合格供体的胫骨或股骨中段的皮质骨，并将上述皮质骨经过清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、成型、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照灭菌工艺制得。本发明具有可塑形的特点，可以根据临床上骨缺损的形状随意塑形；其网状结构有利于成骨细胞的进入；骨诱导蛋白的暴露可以促进骨组织的形成；加快骨缺损的愈合，在骨科手术中有良好的应用前景。

Description

一种用于骨科填充的可塑形的骨海绵及制备方法
技术领域
本发明涉及生物材料及骨科材料技术领域，具体的说是一种用于骨科填充的可塑形的骨海绵及制备方法。
背景技术
创伤、感染、骨肿瘤、骨髓炎清除术等症状可能会引起骨缺损而导致难以愈合。临床上常在缺损部位填充植骨材料以促进骨愈合，常用的材料有自体骨、异体骨、人工骨等。
自体骨由于来源于自身，有良好的组织相容性，不会出现排异反应，但来源有限且获取过程会有可能造成移植物供区并发症，且存在骨吸收的风险。
人工骨包括骨水泥或者生物陶瓷等。骨水泥具有良好的力学性能，临床上已经应用了数十年，但其缺点也很明显，如生物相容性差、骨传导性差、体内降解慢导致创伤愈合时间过长。生物陶瓷具有良好的生物相容性，但其强度较低、力学性能不足，临床上应用有限。
同种异体骨是来源于人体的骨组织材料。异体骨经过去细胞等处理后免疫原性较低，具有良好的骨诱导、骨传导的优点，同时其降解速度与自体愈合速度匹配，是一种良好的生物支架材料。由于其来源于人体骨组织，其形态受限，较难满足临床上不同形状及体积的要求。
因此，制备一种可塑形的同种骨海绵材料具有重要的价值，其具有同种异体材料的安全性、骨诱导等优点，同时也具有可塑形、易被爬行替代等优点。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种用于骨科填充的可塑形的骨海绵及制备方法，以解决现在的植入物不易塑形、爬行替代慢、吸收慢、创伤愈合较慢等问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵，包括骨海绵材料，所述骨海绵材料包括取自于人类合格供体的胫骨或股骨中段的皮质骨，并将上述皮质骨经过清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、成型、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照灭菌工艺制得。
所述骨海绵材料表面密布有孔洞，用于增加骨海绵材料的表面积，同时增强材料的弹性和可塑性。
一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其包括有上述的骨海绵材料，其制备方法包括清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、纤维化、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照灭菌工艺制得，具体步骤方法如下，
步骤一，清洗：用人类皮质骨作为原材料，取胫骨或股骨中段，彻底清洗直至无粘附成分残留；
步骤二，脱脂：取氯仿溶液与甲醛溶液混合制得脱脂溶液，将上述清洗好的皮质骨放入脱脂溶液中，在室温下浸泡24小时脱脂，溶液体积以完全浸没材料为宜；
步骤三，病毒灭活：将上述脱脂完成的皮质骨放入纯化水中浸泡，纯化水加温温度为59℃-61℃，浸泡时间为10小时；
步骤四，脱矿：将灭活后的皮质骨加入浓度为0.6mol/L的盐酸溶液中，在常温下进行浸泡脱矿24小时，浸泡过程中，每6小时更换一次盐酸溶液，浸泡完成后使用纯化水对皮质骨进行清洗，直至纯化水清洗液的pH值达到5.8-7.5，取出皮质骨沥干；
步骤五，纤维化：使用锯齿刀沿皮质骨段的长轴刮动，制成纤维状脱矿骨；
步骤六，冻干：将上述制成的脱矿骨纤维放入冷冻干燥机中，在温度-20℃到-35℃，真空压力为100pa以下进行冷冻干燥24小时；
步骤七，筛选：将冷冻干燥的脱矿骨纤维碾碎，筛选长度小于5mm的脱矿骨纤维；
步骤八，黏化：将脱矿骨纤维浸入1mol/L的盐酸溶液中，按照每10g骨纤维/20ml稀盐酸的比例混合，并将容器放入37℃的水浴中，反应30分钟；
步骤九，中和：上述反应完成后，向步骤八中的容器内逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，同时不停搅拌，直至容器中溶液的ph值为5.8-7.5；
步骤十，离心：将上述容器内的混合物转入离心管中，高速离心10分钟；
步骤十一，成型：将上述离心管中的上层液倾倒出去，将离心管内剩余的骨纤维及胶质搅拌均匀，放入模具中，在温度-20℃到-35℃，真空压力为100pa以下进行冷冻干燥24小时；
步骤十二，辐照：将模具中已成型的骨海绵材料取出，以双层隔菌袋封装并辐照灭菌，灭菌剂量为15-20KGy。
所述步骤一中的粘附成分残留物包括皮质骨上粘附的血液、细胞、蛋白质、脂质。
所述步骤二中，脱脂溶液由氯仿溶液与甲醛溶液按混合比为1:1混合制得。
所述步骤三中，纯化水的体积与皮质骨的体积比不小于5:1。
所述步骤四中，盐酸溶液的体积与皮质骨的体积比不小于5：1。
本发明的有益效果：本发明材料采用人类皮质骨制备得到骨海绵材料，经过处理后，免疫原性较低，具有良好的骨诱导、骨传导，且具有可塑性的特点，骨海绵材料表面密布有孔洞，有利于成骨细胞的进入；骨诱导蛋白的暴露可以促进骨组织的形成，加快骨缺损的愈合，在骨科手术中有良好的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵，包括骨海绵材料，骨海绵材料包括取自于人类合格供体的胫骨或股骨中段的皮质骨，并将上述皮质骨经过清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、成型、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照等工艺制得。
本发明中，骨海绵材料表面密布有孔洞，通过孔洞增加了材料的表面积，为细胞的迁移提供更多的附着点；孔洞使得材料具有弹性，可塑性强，可以很好的贴合骨缺损；孔洞便于组织长入，加快被自体组织替代的速度。
实施例二
一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其包括有上述的骨海绵材料，其制备方法包括清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、纤维化、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照灭菌工艺制得，具体步骤方法如下，
步骤一，清洗：用人类皮质骨作为原材料，取胫骨或股骨中段，彻底清洗直至无粘附成分残留；
步骤二，脱脂：取氯仿溶液与甲醛溶液混合制得脱脂溶液，将上述清洗好的皮质骨放入脱脂溶液中，在室温下浸泡24小时脱脂，溶液体积以完全浸没材料为宜；
步骤三，病毒灭活：将上述脱脂完成的皮质骨放入纯化水中浸泡，纯化水加温温度为59℃-61℃，浸泡时间为10小时；
步骤四，脱矿：将灭活后的皮质骨加入浓度为0.6mol/L的盐酸溶液中，在常温下进行浸泡脱矿24小时，浸泡过程中，每6小时更换一次盐酸溶液，浸泡完成后使用纯化水对皮质骨进行清洗，直至纯化水清洗液的pH值达到5.8-7.5，取出皮质骨沥干；
步骤五，纤维化：使用锯齿刀沿皮质骨段的长轴刮动，制成纤维状脱矿骨；
步骤六，冻干：将上述制成的脱矿骨纤维放入冷冻干燥机中，在温度-20℃到-35℃，真空压力为100pa以下进行冷冻干燥24小时；
步骤七，筛选：将冷冻干燥的脱矿骨纤维碾碎，筛选长度小于5mm的脱矿骨纤维；
步骤八，黏化：将脱矿骨纤维浸入1mol/L的盐酸溶液中，按照每10g骨纤维/20ml稀盐酸的比例混合，并将容器放入37℃的水浴中，反应30分钟；
步骤九，中和：上述反应完成后，向步骤八中的容器内逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，同时不停搅拌，直至容器中溶液的ph值为5.8-7.5；
步骤十，离心：将上述容器内的混合物转入离心管中，高速离心10分钟；
步骤十一，成型：将上述离心管中的上层液倾倒出去，将离心管内剩余的骨纤维及胶质搅拌均匀，放入模具中，在温度-20℃到-35℃，真空压力为100pa以下进行冷冻干燥24小时；
步骤十二，辐照灭菌：将模具中已成型的骨海绵材料取出，以双层隔菌袋封装并辐照灭菌，灭菌剂量为15-20KGy。
本发明中，步骤一中的粘附成分残留物包括皮质骨上粘附的血液、细胞、蛋白质、脂质。
步骤二中，脱脂溶液由氯仿溶液与甲醛溶液按混合比为1:1混合制得。
步骤三中，纯化水的体积与皮质骨的体积比不小于5:1。
步骤四中，盐酸溶液的体积与皮质骨的体积比不小于5：1。
实施例三
在临床使用之前，骨海绵材料需用生理盐水充分复水10分钟以上，根据临床要求，手动塑形，然后植入骨缺损处；
本发明材料采用人类皮质骨制备得到骨海绵材料，经过处理后，免疫原性较低，具有良好的骨诱导、骨传导，且具有可塑性的特点，骨海绵材料表面密布有孔洞，有利于成骨细胞的进入；骨诱导蛋白的暴露可以促进骨组织的形成，加快骨缺损的愈合，在骨科手术中有良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵，包括骨海绵材料，其特征在于：所述骨海绵材料包括取自于人类合格供体的胫骨或股骨中段的皮质骨，并将上述皮质骨经过清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、成型、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照灭菌工艺制得。
2.根据权利要求1所述的一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵，其特征在于：所述骨海绵材料表面密布有孔洞，用于增加骨海绵材料的表面积，同时增强材料的弹性和可塑性。
3.一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其具有权利1-2任意一项所述的一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵，其特征在于：其制备方法包括清洗、脱脂、病毒灭活、脱矿、纤维化、冻干、筛选、黏化、中和、离心、辐照灭菌工艺制得，具体步骤方法如下，
步骤一，清洗：用人类皮质骨作为原材料，取胫骨或股骨中段，彻底清洗直至无粘附成分残留；
步骤二，脱脂：取氯仿溶液与甲醛溶液混合制得脱脂溶液，将上述清洗好的皮质骨放入脱脂溶液中，在室温下浸泡24小时脱脂，溶液体积以完全浸没材料为宜；
步骤三，病毒灭活：将上述脱脂完成的皮质骨放入纯化水中浸泡，纯化水加温温度为59℃-61℃，浸泡时间为10小时；
步骤四，脱矿：将灭活后的皮质骨加入浓度为0.6mol/L的盐酸溶液中，在常温下进行浸泡脱矿24小时，浸泡过程中，每6小时更换一次盐酸溶液，浸泡完成后使用纯化水对皮质骨进行清洗，直至纯化水清洗液的pH值达到5.8-7.5，取出皮质骨沥干；
步骤五，纤维化：使用锯齿刀沿皮质骨段的长轴刮动，制成纤维状脱矿骨；
步骤六，冻干：将上述制成的脱矿骨纤维放入冷冻干燥机中，在温度-20℃到-35℃，真空压力为100pa以下进行冷冻干燥24小时；
步骤七，筛选：将冷冻干燥的脱矿骨纤维碾碎，筛选长度小于5mm的脱矿骨纤维；
步骤八，黏化：将脱矿骨纤维浸入1mol/L的盐酸溶液中，按照每10g骨纤维/20ml稀盐酸的比例混合，并将容器放入37℃的水浴中，反应30分钟；
步骤九，中和：上述反应完成后，向步骤八中的容器内逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，同时不停搅拌，直至容器中溶液的ph值为5.8-7.5；
步骤十，离心：将上述容器内的混合物转入离心管中，高速离心10分钟；
步骤十一，成型：将上述离心管中的上层液倾倒出去，将离心管内剩余的骨纤维及胶质搅拌均匀，放入模具中，在温度-20℃到-35℃，真空压力为100pa以下进行冷冻干燥24小时；
步骤十二，辐照：将模具中已成型的骨海绵材料取出，以双层隔菌袋封装并辐照灭菌，灭菌剂量为15-20KGy。
4.根据权利要求3所述的一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其特征在于：所述步骤一中的粘附成分残留物包括皮质骨上粘附的血液、细胞、蛋白质、脂质。
5.根据权利要求3所述的一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其特征在于：所述步骤二中，脱脂溶液由氯仿溶液与甲醛溶液按混合比为1:1混合制得。
6.根据权利要求3所述的一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其特征在于：所述步骤三中，纯化水的体积与皮质骨的体积比不小于5:1。
7.根据权利要求3所述的一种用于骨科填充的可塑性的骨海绵制备方法，其特征在于：所述步骤四中，盐酸溶液的体积与皮质骨的体积比不小于5：1。
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