CN114569787A - 骨修复材料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种骨修复材料及其制备方法、应用。本发明的骨修复材料包括芯材和包裹所述芯材的包裹层；所述芯材由包括骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；所述包裹层由包括明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；所述胶原蛋白支架材料由包括含氨基的高分子物质和含羧基的高分子物质制备而成；所述含氨基的高分子物质为氨基寡聚糖、胶原、壳聚糖、壳聚糖衍生物和明胶中的一种或多种；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素、果胶或其衍生物、海藻酸或其衍生物、透明质酸或其衍生物中的一种或多种。本发明的骨修复材料，能有效促进骨缺损部位骨组织的新生和重建，可以有效保持局部三维空间结构，还可以原位进行止血止疼预处理。

Description

骨修复材料及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及医用材料领域，特别是涉及骨修复材料及其制备方法、应用。
背景技术
骨是人体最大的组织器官之一，承担了生命活动的重要责任，却是最容易引起损伤的部位，每年有数百万的骨组织缺损患者需要接受手术治疗，然而骨缺损修复问题一直是骨科医生面临的难题之一。通常治疗骨缺损一般使用骨移植手术，但是骨移植手术的材料主要有自体骨、异体骨、异种骨和各种人工骨移植替代物。异体骨、异种骨在临床上具有排异反应，交叉感染和伦理问题；传统的生物陶瓷及高分子骨材料具有较好的生物相容性及一定的骨传导性能，但其性能难以满足临床需求；自体骨具有良好的骨诱导活性和无免疫源性，一直是骨移植手术的“金标准”，但其来源有限、需二次手术和增加病人痛苦等缺点限制了其应用。由于以上问题，临床上骨移植手术大部分需要使用骨移植替代物。
目前，有很多种骨填充材料可以用来修复牙种植中的骨缺损，一般通过3种不同的方式形成骨：骨生成、骨诱导和骨引导。骨引导材料可以提供一个三维立体框架结构，引导骨组织向材料内部生长和沉积，依靠骨缺损周围骨床的骨组织长入，并与骨修复材料结合，完成骨修复，如磷酸钙陶瓷、羟基磷灰石等。这些材料可以作为骨修复时的钙源和骨引导作用，但骨诱导作用差。并且这类材料以粉的形式填充，三维立体无法保证，需要再加入其他材料维持立体形态，增加更多的手术操作步骤、植入风险和医疗费用支出。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种骨修复材料，其对骨生长有骨诱导活性，能有效促进骨缺损部位骨组织的新生和重建，同时可以有效保持局部三维空间结构，具有良好的支持性，可以原位进行止血止疼预处理，无需预先对缺损部位进行预处理，使用方便。
具体技术方案如下：
一种骨修复材料，包括芯材和包裹所述芯材的包裹层；
所述芯材由包括骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；所述包裹层由明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；
所述骨粉为天然骨粉、天然陶瓷粉和羟基磷灰石粉中的至少一种；
所述明胶微球包括明胶和局麻药物；
所述胶原蛋白支架材料由包括含氨基的高分子物质和含羧基的高分子物质制备而成；
所述含氨基的高分子物质为氨基寡聚糖、胶原、壳聚糖、壳聚糖衍生物和明胶中的一种或多种；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素、果胶或其衍生物、海藻酸或其衍生物、透明质酸或其衍生物中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述天然骨粉源于哺乳动物松质骨，为天然松质骨粉，进一步为同种异体骨粉或异种骨粉，进一步为牛、猪或羊的松质骨粉。
在其中一些实施例中，所述骨粉的粒径为0.3～1.5mm。
在其中一些实施例中，所述含氨基的高分子物质为胶原；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素和海藻酸或其衍生物。
在其中一些实施例中，所述海藻酸或其衍生物包括海藻酸及其盐，优选所述海藻酸盐为海藻酸钠。
在其中一些实施例中，所述羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(0.5～3)：(1.5～3)。
在其中一些实施例中，所述羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(1.5～3)：(1.5～3)。
在其中一些实施例中，所述芯材原料中，骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的质量比为(5～25)：1：(0.5～1.5)；
在其中一些实施例中，所述包裹层的原料中，明胶微球和胶原蛋白支架材料的质量比为1:(0.2～1.5)。
在其中一些实施例中，所述明胶微球中局麻药物的质量分数为：0.5～15％。
在其中一些实施例中，所述局麻药物为利多卡因、布比卡因、罗哌卡因中的至少一种，所述局麻药物优选为利多卡因。
在其中一些实施例中，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶与局麻药的水溶液混合，再滴入有机溶剂中，成微球后取出干燥。进一步地，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶以(4～6)：1的质量体积比(单位：克/毫升)与局麻药物的水溶液混合，于35～55℃温度下经过细针头滴入0-4℃有机溶剂中，成微球后取出室温干燥；进一步地，所述局麻药物的水溶液中，局麻药物的浓度为5～15wt％。
在其中一些实施例中，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶溶于水中，得到明胶水溶液，滴入有机溶剂中，干燥后与所述局麻药混合，干燥。进一步地，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶以(3：1)～(10：1)的质量体积比(单位：克/毫升)溶于水中，40～50℃温度下经过细针头滴入0-4℃无有机溶剂中，待成型后取出室温干燥，再与局麻药物混合20～30小时(优选24小时)，低温干燥，即得。
在其中一些实施例中，所述有机溶剂为无水乙醇。
在其中一些实施例中，所述天然骨粉的制备包括以下步骤：
(一)将天然骨用碱液浸泡，再于去污剂中浸泡；
(二)重复步骤(一)；
(三)所得骨用水清洗后，于盐酸水溶液或乙二胺四乙酸水溶液中浸泡，水清洗后再用碱性磷酸酶水溶液浸泡，再用磷酸平衡液清洗后干燥，粉碎。
在其中一些实施例中，所述天然骨粉的制备包括以下步骤：
(一)将天然骨在40-60℃(优选45-55℃)温度下于0.5-1.5mol/L的碱液中浸泡20-30小时，再于triton-100液(骨块与triton-100液质量比(10：1)～(50：1))中浸泡20-30小时；
(二)重复步骤(一)；
(三)所得骨用水清洗后，用0.5～1.0mol/L的盐酸水溶液或乙二胺四乙酸水溶液浸泡24-48小时，水清洗后再用2wt％-5wt％(优选3wt％-5wt％)碱性磷酸酶水溶液于(37±3)℃浸泡20-48小时(优选24-48小时)；再用磷酸平衡液清洗后干燥，粉碎。
在其中一些实施例中，所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钙。
本发明的另一目的是提供一种上述的骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将芯材原料中的所述骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料与水混合，放入模具，冷冻干燥，得到芯材；
(2)将包裹层原料中的所述明胶微球和胶原蛋白支架材料与水混合，加入步骤(1)所得芯材，混合后进行冷冻干燥。进一步地，步骤(2)所述芯材和包裹层原料的体积比为1：(0.5～1.5)。
本发明的再一目的是提供一种上述的骨修复材料在制备用于颌骨修复、义齿种植以及松质骨缺损治疗的药品或医疗器械中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明选择骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备成芯材，其对骨生长有骨诱导活性，能有效促进骨缺损部位骨组织的新生和重建，同时可以提供一个具有良好的支持性的局部三维空间结构，有效引导骨组织向材料内部生长和沉积，依靠骨缺损周围骨床的骨组织长入并与骨修复材料结合，完成骨修复。同时，本发明采用明胶微球和胶原蛋白支架材料制备成包裹所述芯材的包裹层，含有羧基的高分子物质和含氨基的高分子物质构成的活性胶原蛋白支架材料在生物体内渗液作用下交联成凝胶可以止血，并缓慢释放出局麻药，可自发对缺损部位进行止血止疼预处理，无需在使用前对缺损部位进行止血止疼处理，大大简化临床治疗步骤，缩短治疗时间，方便快捷。
本发明的发明人在研究过程中进一步发现，天然松质骨粉结构疏松，特别有利于骨组织的诱导生长，可以有效克服现有的骨修复材料骨诱导性能差的缺陷。
进一步地，本发明的发明人还发现，制备胶原蛋白支架材料的原料含氨基的高分子物质和含羧基的高分子物质的种类和配比对于骨修复材料的三维空间支持性能和水解性能具有较大的影响。本发明选用含氨基的高分子物质为胶原，所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素以及海藻酸或其衍生物，并且控制羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(0.5～3)：(1.5～3)，尤其是为：1：(1.5～3)：(1.5～3)时，所得骨修复材料可以在合适时长内很好地保持三维结构，并且具有合适的降解速度，可与骨组织的长入速度很好地适配，更有利于骨修复。
附图说明
图1为胶原蛋白骨修复材料水化实验结果；
图2为实施例6胶原蛋白骨修复材料安全性测试；
图3为犬(编号26)股骨远端松质骨(1个点)、胫骨近端松质骨(2个点)胶原蛋白骨粉栓植入术后；银针为松质骨缺损区(黑色箭头所示)；
图4为犬(编号26)股骨远端松质骨(1个点)胫骨近端松质骨(2个点)胶原蛋白骨粉栓植入术后4周后松质骨缺损区骨密度恢复明显(黑色箭头所示)；
图5为犬(编号28)股骨远端松质骨(1个点)胫骨近端松质骨(2个点)胶原蛋白骨粉栓植入术后；银针为松质骨缺损区(黑色箭头所示)；
图6为犬(编号28)股骨远端松质骨(1个点)胫骨近端松质骨(2个点)胶原蛋白骨粉栓植入术后8周；松质骨缺损区骨密度恢复明显(黑色箭头所示)。
具体实施方式
本发明下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本实施方式提供一种骨修复材料，其包括芯材和包裹所述芯材的包裹层；
所述芯材由包括骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；所述包裹层由包括明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；
所述骨粉为天然骨粉、天然陶瓷粉和羟基磷灰石粉中的至少一种；
所述明胶微球包括明胶和局麻药物；
所述胶原蛋白支架材料由包括含氨基的高分子物质和含羧基的高分子物质制备而成；
所述含氨基的高分子物质为氨基寡聚糖、胶原、壳聚糖、壳聚糖衍生物和明胶中的一种或多种；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素、果胶或其衍生物、海藻酸或其衍生物、透明质酸或其衍生物中的一种或多种。
本发明的骨修复材料选择骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备成芯材，其对骨生长有骨诱导活性，能有效促进骨缺损部位骨组织的新生和重建，同时可以提供一个具有良好的支持性的局部三维空间结构，有效引导骨组织向材料内部生长和沉积，依靠骨缺损周围骨床的骨组织长入并与骨修复材料结合，完成骨修复。
并且，采用明胶微球和胶原蛋白支架材料制备成包裹所述芯材的包裹层，其可以原位遇水降解止血，并缓慢释放出局麻药，可自发对缺损部位进行止血止疼预处理，无需在使用前对缺损部位进行止血止疼处理，大大简化临床治疗步骤，缩短治疗时间，方便快捷。
在其中一些优选的实施方式中，所述天然骨粉为松质骨粉，进一步为牛、猪或羊的松质骨粉。
在其中一些优选的实施方式中，所述含氨基的高分子物质为胶原；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素和海藻酸或其衍生物。本发明的发明人在研究过程中进一步发现，天然松质骨粉结构疏松，特别有利于骨组织的诱导生长，可以克服现有的骨修复材料骨诱导性能差的缺陷。
在其中一些优选的实施方式中，所述羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(0.5～3)：(1.5～3)。
本发明的发明人还发现，制备胶原蛋白支架材料的原料含氨基的高分子物质和含羧基的高分子物质的种类和配比对于骨修复材料的三维空间支持性能和水解性能具有较大的影响，本发明选用含氨基的高分子物质为胶原；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素和海藻酸或其衍生物，并且控制羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(0.5～3)：(1.5～3)，所得骨修复材料可以在合适时间内保持三维结构，并且具有合适的降解速度，与骨组织的长入速度相适配。
在其中一些优选的实施方式中，所述羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(1.5～3)：(1.5～3)，胶原蛋白支架材料的原料配比为此范围时，材料的软硬适中，植入后可以在60-90天内保持三维立体形状。
在其中一些优选的实施方式中，所述天然骨粉的制备包括以下步骤：
(一)将天然骨用碱液浸泡，再于去污剂中浸泡；
(二)重复步骤(一)；
(三)所得骨用水清洗后，于盐酸水溶液或乙二胺四乙酸水溶液中浸泡，清洗后再用碱性磷酸酶溶液浸泡，再用磷酸平衡液清洗后干燥，粉碎。
本发明将天然骨经过化学试剂、生物酶的处理，除去抗原性物质，保留具有骨诱导和骨修复作用的物质；
在其中一些实施例中，所述天然骨粉的制备包括以下步骤：
(一)将天然骨在45-55℃温度下于0.5-1.5mol/L的碱液中浸泡20-30小时，再于triton-100液(骨块与triton-100质量比10：1～50：1)中浸泡20-30小时；
(二)重复步骤(一)；
(三)所得骨用水清洗后，0.5～1.0mol/L的盐酸或EDTA液浸泡24-48小时，水清洗后再用3wt％-5wt％碱性磷酸酶水溶液于(37±3)℃浸泡24-48小时；再用磷酸平衡液清洗后干燥，粉碎至粒径为0.3～1.5mm。选择适当的松质骨与酸和酶作用时间，同时选用适当尺寸大小的骨粉颗粒，可以进一步控制材料在生物体内合适的降解自体化时间，同时有效保持骨创腔局部空间三维结构。
在其中一些实施方式中，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶溶于水中，得到明胶水溶液，滴入有机溶剂中，干燥后与所述局麻药混合，干燥；或者，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶加入局麻药的水溶液中，再滴入有机溶剂中，成微球后取出干燥。所形成的明胶微球中的局麻药物具有缓释作用，可以持续72小时止痛。
一种上述的骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将芯材原料中的所述骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料与水混合，放入模具，冷冻干燥，得到芯材；
(2)将包裹层原料中的所述明胶微球和胶原蛋白支架材料与水混合，加入步骤(1)所得芯材，混合后进行冷冻干燥。进一步地，步骤(2)所述芯材和包裹层原料的体积比为1：(0.5～1.5)。
进一步地，所述骨修复材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将芯材原料中的所述骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料水溶液混合，放入模具，冷冻干燥，得到芯材；
(2)将包裹层原料中的所述明胶微球和胶原蛋白支架材料水溶液混合，加入步骤(1)所得芯材，混合后进行冷冻干燥。进一步地，步骤(2)所述芯材和包裹层原料的体积比为1：(0.5～1.5)。
优选地，所述芯材中，所述胶原蛋白支架材料水溶液中羧甲基纤维素、海藻酸钠和胶原的总质量与水的体积之比为：1～10克：50-75毫升，进一步优选为4克：50-75毫升。
优选地，所述骨粉和明胶微球的质量比为(5～25)：1。
优选地，所述骨粉和明胶微球的总质量与所述胶原蛋白支架材料水溶液的用量比为(0.5～2)：1。
优选地，所述包裹层中，所述明胶微球与胶原蛋白支架材料水溶液的质量比为1克：2～15毫升。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
碱性磷酸酶：购自罗氏公司；
羧甲基纤维素：购自上海阿拉丁试剂公司；
海藻酸钠：购自上海阿拉丁试剂公司；
胶原：购自上海阿拉丁试剂公司；
明胶：购自罗赛洛(广东)明胶有限公司。
实施例1
1)将牛松质骨切割成骨块，在55℃浓度为1.0mol/L的氢氧化钙溶液中浸泡24小时，去污剂(triton-100)(骨块与triton-100质量比50：1)中室温浸泡24小时，重复一次。去离子水反复冲洗后，0.5mol/L的盐酸液浸泡24小时，去离子水反复冲洗后，3wt％碱性磷酸酶水溶液37℃浸泡24小时后，磷酸平衡盐溶液反复冲洗，烘干粉碎过分子筛，制成粒径0.5-1.0mm的骨粉备用；
2)将羧甲基纤维素、海藻酸钠和胶原按比例(质量比1：1：2)混合，加入蒸馏水(高分子混合物质量(克)与溶剂体积(毫升)比为4：50-75)制成粘稠溶液，作为支架材料溶液；
3)将药用明胶加入10wt％利多卡因水溶液(明胶的重量(克)：利多卡因液的体积(毫升)＝5：1)，40℃下经过细针头滴入4℃乙醇中，成微球后取出20℃吹干备用；
4)将所述骨粉与和所述明胶微球(质量比＝10：1)充分混合加入所述支架材料溶液中(m(克)：v(毫升)＝1：1)混合，然后放入1.5ml离心管，冷冻干燥，呈柱状材料备用；
5)将所述含有利多卡因的明胶微球与所述支架材料溶液按照(m(克)：v(毫升)＝1：5)混合后，将上述柱状材料置入，其比例为(v：v＝1：1)，冷冻干燥。图1为胶原蛋白骨修复材料水化实验结果，结果显示胶原蛋白骨修复材料浸泡在水里的部分逐渐化开，而未浸泡部分保持原始结构。
实施例2
1)将牛松质骨切割成骨块，在45℃于浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24小时，再于去污剂(triton-100)(骨块与triton-100质量比10：1)溶液中室温浸泡24小时，重复一次。去离子水反复冲洗后，0.5mol/L的盐酸液浸泡24小时，去离子水反复冲洗后，3wt％碱性磷酸酶液37℃浸泡24小时后，磷酸平衡盐溶液反复冲洗，烘干粉碎过分子筛，制成粒径0.5-1.0mm的骨粉备用；
2)将羧甲基纤维素、海藻酸钠和胶原按比例(质量比1：2：2)混合，加入蒸馏水(高分子混合物质量克与溶剂体积毫升比4克：50-75毫升)制成粘稠溶液，作为支架材料的溶液；
3)将药用明胶加入10wt％利多卡因溶液(明胶的重量(克)：利多卡因液的体积(毫升)＝5：1)，50℃下经过细针头滴入4℃无水乙醇中，成微球后取出20℃吹干备用；
4)将所述骨粉与和所述明胶微球(质量比＝20：1)充分混合加入所述支架材料溶液中(m(克)：v(毫升)＝1.5：1)混合，然后放入1.5ml离心管，冷冻干燥，呈柱状材料备用；
5)将所述含有利多卡因的明胶微球与所述支架材料溶液按照(m(g)：v(ml)＝1：10)混合后，将上述柱状材料置入，其比例为(v：v＝1：1)，冷冻干燥。
实施例3
与实施例2不同的地方为：步骤2)中羧甲基纤维素、海藻酸钠和胶原按比例(质量比1：1：1)混合制成粘稠溶液，作为支架材料溶液。
其他步骤与实施例2一致，冻干后所得胶原蛋白骨粉栓，过软，易塌陷变形，吸水后迅速崩解。
实施例4
与实施例2不同的地方为：步骤2)中胶原蛋白支架材料的原料中，羧甲基纤维素用等质量的透明质酸替换，海藻酸钠用等质量的果胶替换，其他与实施例1相同。
将实施例2的羧甲基纤维素用透明质酸钠替换，海藻酸钠用等质量的果胶替换后，发现所得栓子的弹性、溶水性变化不大。但是冻干时间增加，并且栓子与冻干容器黏附性增加，不利于脱栓。
实施例5
与实施例1不同的地方为：将实施例1步骤1)的骨粉，替换为0.3-1.0mm粒径的天然陶瓷粉，其他步骤一致。
实施例6
与实施例1不同的地方为：将实施例1步骤1)所述的骨粉，替换为0.3-1.0mm粒径的的羟基磷灰石人工合成材料，其他步骤一致。
实施例7
与实施例1不同的地方为：将实施例1步骤1)所述的将牛松质骨，替换为猪松质骨，其他步骤一致。
一、胶原蛋白骨修复材料安全性测试
1、选择标准实验动物健康新西兰大白兔4只，雌雄不限，体重2.0Kg±0.5Kg。
2、具体实验步骤：术前禁食水8小时，2％苯巴比妥钠(30mg/kg)静脉缓慢注射麻醉成功后，背部正中切口，分别向左右游离皮肤与皮下，各植入本发明实施例2制备的样品1枚后，缝合皮肤，术毕。
3、术后观察：皮肤愈合情况及植入部位有无红肿、积液。术后1周、2周、3周和4周各解剖1只兔子观察样品植入情况。
4、结果：术后1—4周的解剖结果，胶原蛋白支架部分基本降解，骨粉散布在皮下，无积液、赘生物出现。无样品颜色改变，样品表面仅有较薄的被膜覆盖，如图2所示。
二、骨修复材料在松质骨缺损中应用立体形状保持性能以及水解性能
实施例1的骨修复材料可以在40-60天内保持三维立体形状。实施例2和4的骨修复材料可以在60-90天内保持三维立体形状。实施例3的骨修复材料发现所得骨修复材料较软，非常容易变形，难以保持三维立体形状，并且遇水降解过快，可在24-72小时内完全溶解。
三、胶原蛋白骨修复材料在松质骨缺损中应用
1、选择实验动物健康家犬2只，雌雄不限，体重15.0kg±1.5Kg，分别编号为26和28。
2、具体实验步骤：
术前禁食水8小时，2％苯巴比妥钠(30mg/kg)静脉缓慢注射麻醉成功后，取左侧膝关节为中心消毒铺巾。与股骨远端和胫骨近端松质骨区各做1个和2个骨缺损，创腔内植入本发明实施例2制备的样品后，并放入银针标记(图3、图5黑色箭头所示)。缝合软组织及皮肤术毕。拍膝关节正侧位x-ray片。
3、术后观察。术后观察皮肤愈合及活动情况。术后4周、8周拍膝关节正侧位x-ray片。
4、结果：术后实验动物皮肤愈合良好，左后肢运动自如，无积液肿胀出现。术后4周、8周拍膝关节正侧位x-ray片示骨愈合佳，详见图4、图6黑色箭头所示。
四、胶原蛋白骨修复材料在颌骨缺损中的应用
1、选择标准实验动物健康比格犬12只，雌雄不限，体重12.5～15.0kg。随机分为2个处理组：1组为实验组植入本发明实施例2制备的样品，2组为空白对照组。
2、具体实验步骤：
术前禁食水8小时，2％苯巴比妥钠(30mg/kg)静脉缓慢注射麻醉成功后，取左、右侧下第二磨牙，消毒铺巾。拔出磨牙清理创腔，左侧为实验组，创腔内植入本发明实施例2制备的样品后，缝合牙龈软组织；右侧为空白对照组，缝合牙龈软组织，术毕。双层拍牙x-ray片。
3、术后观察。术后4周、12周、24周拍牙x-ray片，并术后1周观察软组织愈合情况。
Lane影像学评分标准：
成骨程度评分：没有成骨0分；新成骨占缺损区的25％1分；新成骨占缺损区的50％2分；新成骨占缺损区的75％3分；新成骨占缺损区的100％4分；
颌骨骨嵴吸收程度：超过牙槽窝1/2长度为0分，介于牙槽窝1/2～1/3长度为1分，介于牙槽窝1/3～1/4长度为2分，介于牙槽窝1/4～1/5长度为3分，骨嵴无明显吸收为4分。
骨愈合两组间关用t检验，p＜0.05为差异有统计学意义。
4、结果：术后4周、12周、24周拍牙x-ray片可见，样品填充牙槽窝骨愈合明显加快，在术后4周，实验组优于空白对照组，无明显颌骨骨嵴吸收出现:在术后12周，实验组牙槽窝骨愈合，无明显颌骨骨嵴吸收出现，空白对照组仍有牙槽窝骨未愈合，多量颌骨骨嵴出现吸收现象；在术后24周，实验组牙槽窝骨完全愈合，无明显颌骨骨嵴吸收出现，空白对照组牙槽窝骨全部愈合，全部颌骨骨嵴出现不同程度吸收现象。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (10)

1.一种骨修复材料，其特征在于，包括芯材和包裹所述芯材的包裹层；
所述芯材由包括骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；所述包裹层由包括明胶微球和胶原蛋白支架材料的原料制备而成；
所述骨粉为天然骨粉、天然陶瓷粉和羟基磷灰石粉中的至少一种；
所述明胶微球包括明胶和局麻药物；
所述胶原蛋白支架材料由包括含氨基的高分子物质和含羧基的高分子物质制备而成；
所述含氨基的高分子物质为氨基寡聚糖、胶原、壳聚糖、壳聚糖衍生物和明胶中的一种或多种；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素、果胶或其衍生物、海藻酸或其衍生物、透明质酸或其衍生物中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的骨修复材料，其特征在于，所述天然骨粉源于哺乳动物松质骨，进一步优选为牛、猪或羊的松质骨粉。
3.根据权利要求1所述的骨修复材料，其特征在于，所述含氨基的高分子物质为胶原；所述含羧基的高分子物质为羧甲基纤维素，以及海藻酸或其衍生物。
4.根据权利要求3所述的骨修复材料，其特征在于，所述羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(0.5～3)：(1.5～3)。
5.根据权利要求4所述的骨修复材料，其特征在于，所述羧甲基纤维素、和海藻酸或其衍生物、和胶原的质量比为：1：(1.5～3)：(1.5～3)。
6.根据权利要求1～5任一项所述的骨修复材料，其特征在于，所述芯材原料中，骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料的质量比为(5～25)：1：(0.5～1.5)；和/或，所述包裹层的原料中，明胶微球和胶原蛋白支架材料的质量比为1:(0.2～1.5)。
7.根据权利要求1～5任一项所述的骨修复材料，其特征在于，所述明胶微球中局麻药物的质量分数为：0.5～15％；和/或，所述局麻药物为利多卡因、布比卡因、罗哌卡因等中的至少一种；和/或，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶与局麻药的水溶液混合，再滴入有机溶剂中，成微球后取出干燥；或者，所述明胶微球的制备包括以下步骤：将明胶溶于水中，得到明胶水溶液，滴入有机溶剂中，干燥后与所述局麻药混合，干燥。
8.根据权利要求1～5任一项所述的骨修复材料，其特征在于，所述天然骨粉的制备包括以下步骤：
(一)将天然骨用碱液浸泡，再于去污剂中浸泡；
(二)重复步骤(一)；
(三)所得骨用水清洗后，于盐酸水溶液或乙二胺四乙酸水溶液中浸泡，水清洗后再用碱性磷酸酶水溶液浸泡，再用磷酸平衡液清洗后干燥，粉碎。
9.权利要求1-8任一项所述的骨修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芯材原料中的所述骨粉、明胶微球和胶原蛋白支架材料与水混合，放入模具，冷冻干燥，得到芯材；
(2)将包裹层原料中的所述明胶微球和胶原蛋白支架材料与水混合，加入步骤(1)所得芯材，混合后进行冷冻干燥。
10.权利要求1-8任一项所述的骨修复材料在制备用于颌骨修复、义齿种植以及松质骨缺损治疗的药品或医疗器械中的应用。
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