CN116036377A - 一种新型块状异种骨修复材料的制备方法 - Google Patents

一种新型块状异种骨修复材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116036377A
CN116036377A CN202310277158.2A CN202310277158A CN116036377A CN 116036377 A CN116036377 A CN 116036377A CN 202310277158 A CN202310277158 A CN 202310277158A CN 116036377 A CN116036377 A CN 116036377A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bone
blocky
novel
repair material
heterogeneous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310277158.2A
Other languages
English (en)
Inventor
周文
罗颉
刘芮廷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Ruisheng Biotechnology Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Ruisheng Biotechnology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Ruisheng Biotechnology Co Ltd filed Critical Shaanxi Ruisheng Biotechnology Co Ltd
Priority to CN202310277158.2A priority Critical patent/CN116036377A/zh
Publication of CN116036377A publication Critical patent/CN116036377A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3608—Bone, e.g. demineralised bone matrix [DBM], bone powder
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3641—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3645—Connective tissue
    • A61L27/365—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • A61L27/3687—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment characterised by the use of chemical agents in the treatment, e.g. specific enzymes, detergents, capping agents, crosslinkers, anticalcification agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • A61L27/3691—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment characterised by physical conditions of the treatment, e.g. applying a compressive force to the composition, pressure cycles, ultrasonic/sonication or microwave treatment, lyophilisation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/40—Preparation and treatment of biological tissue for implantation, e.g. decellularisation, cross-linking

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明提供了一种新型块状异种骨修复材料的制备方法；依次经以下步骤：选材，消毒，脱脂脱蛋白，煅烧，干燥，灭菌制备而成。本发明所涉及的方法是通过利用碱试剂乙二胺与乙二醇单甲醚、正丁醇、异丁醇的共沸混合物，同时去除有机物，另外，提高了沸点，不仅显著缩短了工艺时间、降低了生产成本，从而提高了生产效率；同时又保留骨质的天然结构，保障了骨体中的磷灰石晶体结晶度无显著影响；另外，块状骨与颗粒骨移植材料相比，能够起到良好的空间支持效果。本发明方法制备得到的产品，不仅结构具有天然的类似人骨的多孔隙三维空间结构和高度类似的相组成；而且具有高比表面积、低免疫原性、安全性高、良好生物相容性等优点。

Description

一种新型块状异种骨修复材料的制备方法
技术领域
本发明属于材料的制备方法领域；尤其涉及一种新型块状异种骨修复材料的制备方法。
背景技术
对于人体来说，很多因素均会导致颌骨骨量缺损、不足等问题。例如：创伤、感染、肿瘤切除、先天性疾病等，不仅会对人体面部形态以及功能造成不良的影响，也会增加缺损牙种植与修复的难度。对于需要进行口腔种植修复的患者，充足的骨量是获得良好功能和美学效果的前提，因此，当牙槽嵴出现严重水平向骨缺损或同时伴有垂直向骨缺损，需进行骨增量修复。
自体骨因具备良好的成骨性、骨传导性和骨诱导性等特点，被认为是植骨材料的“金标准”。但是，自体骨移植术在临床实践中经常需要开辟第二术区，若选取口内供区，可用骨量非常有限；若选取口外供区，还有造成额外并发症的风险。与自体骨性能最为接近的是同种异体骨，近些年来，块状同种异体移植物通常用于修复牙槽嵴高度的缺陷或严重的牙槽嵴萎缩，以便为植入物提供足够的骨量。但也存在伦理、免疫原性反应等方面的问题。并且同种异体骨骨块受限于材料不一：如年轻与老年，男性与女性，以及材料供应量的问题，造成产能受限，吸收不一，最终导致临床效果不稳定。
因此，为了解决骨移植的问题，开发骨替代材料的研究是非常必要的，其中，动物来源的异种骨因其来源广泛不受限制，制造成本较低，易于获得和加工等优点，而被广泛用于研究。但是，动物源性的骨材料对于人体而言，属于异种材料，具有很强的免疫排斥问题。异种骨的抗原主要位于骨的有机质中，因此，去除有机质是消除异种移植骨中抗原性不可或缺的过程。在异种骨的除抗原处理过程中，需除去有机成分，如脂肪和蛋白等，目前常用方法是高温煅烧法和有机试剂法，但均存在以下不足。
高温煅烧法，虽然能完全去除有机物质，但是会导致骨矿物结构会发生显著变化，如结晶度升高、孔隙率降低等，进而导致骨质材料性能发生显著变化。另外异种骨材料中碳酸根具有调节材料降解的功能，而高温煅烧会导致碳酸根的分解，进一步导致了材料在体内不能降解。
有机试剂法，目前常用的方法为分步法，分别去除脂肪和蛋白，即先脱脂肪，再脱蛋白。最具代表性的工艺是Bio-Oss产品，是利用分步法脱除有机成分(脂肪和蛋白)，具体为：利用有机溶剂甲苯脱除脂肪，脱脂完成后，再用乙二胺脱除蛋白。其中脱蛋白是利用乙二胺和水形成共沸混合物，由于乙二胺脱蛋白效果与作用温度成正相关，温度越高作用越强，而乙二胺和水混合物沸点低，导致骨粉在乙二胺水溶液中需要沸腾50h，此种方法存在工期时间长、成本高、效率低下等弊端。
目前，常用的异种骨产品多为颗粒状，当牙槽骨有严重、明显的水平及垂直向骨缺损时，在进行骨增量修复时，剩余牙槽嵴无法为颗粒状骨移植材料提供足够的固位形，易造成颗粒植骨材料的移位、空间塌陷，无法维持良好的成骨空间。而块状骨移植能够起到良好的空间支持效果，且其稳定性有利于完成血管化和“爬行替代”，具有不可替代的优势。
针对以上问题，需要进一步改进工艺，制备一种令人满意的无免疫原性、保留天然骨结构的块状的异种骨修复材料。
发明内容
本发明的目的是提供了一种新型块状异种骨修复材料的制备方法。
本发明提供一个异种块状骨移植材料的高效制备方法。利用以下配比：10％-20％乙二醇单甲醚、10％-30％正丁醇和50％-80％乙二胺共沸混合液，或者10％-30％乙二醇单甲醚、20％-30％异丁醇和40％-70％乙二胺共沸混合液。利用有机溶剂与脂肪相似相溶去除脂肪以及及乙二胺的氨基与蛋白的酰胺键反应去除蛋白的原理，同步去除有机成分(脂肪和蛋白)；另外，其沸点较乙二胺与水混合物沸点明显提高，增强了脱蛋白效果，其中乙二醇单甲醚兼具提高沸点作用。本工艺显著缩短了工艺时间、降低了生产成品，提高了效率。
本发明方法再通过250-350℃煅烧，煅烧固化以提高骨修复材料抗压强度，另外使微孔(＜10um)结构显现，又避免高温煅烧的弊端(结晶度、孔隙率)。使其保留了天然的类似人骨的多孔隙三维空间结构和高度类似的相组成，同时具有高比表面积、低免疫原性、安全性高、良好生物相容性等优点，完美克服了颗粒骨移植材料存在空间塌陷、无法维持成骨空间等问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种新型块状异种骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位，用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织，再切割成(5～10)×(5～10)×(5～30)mm的骨块。
步骤2，所述消毒的具体步骤为：将选好的块状骨放入洁净容器，加2-5倍量(块状骨与乙醇的质量体积比为1:(2-5)，如：骨块是100g，乙醇是200-500ml。)的75％乙醇，浸泡30分钟，沥干；(2)再将骨块放入洁净容器中，称取15倍量(块状骨与纯化水的质量体积比为1:15)的纯化水，加入容器中；(3)超声清洗3次，每次10分钟；该步骤是在乙醇溶液中进行浸渍，当将骨块浸入乙醇溶液中时，乙醇具有较强的挥发性，能够吸收细菌蛋白的水分，使之脱水凝固，从而达到杀死细菌的目的；同时乙醇能够溶解骨组织表面的脂肪组织，起到部分脱脂的作用。
步骤3，脱脂脱蛋白：所述脱脂脱蛋白的具体步骤如下：取消毒后的块状骨，放入抽提设备的烧瓶内再加入乙二胺与乙二醇单甲醚、正丁醇、异丁醇的共沸混合物；索氏抽提5-7h；脱脂脱蛋白完成后，将骨块放入洁净容器中称重，再加入20倍量(块状骨与75％乙醇的质量体积比为1:20)的75％乙醇，超声清洗3次，每次10分钟。再流水状态下清洗2h，至偏中性；将骨块在烘箱中90℃干燥4h。该步骤所涉及的脱脂脱蛋白是从骨骼中去除有机相的重要过程。有机成分的保留，增大了免疫原性的风险。高温煅烧法虽然能完全去除有机物质，但是会导致骨矿物晶体结构会发生显著变化，如结晶度、孔隙率等，进而导致骨质材料性能发生显著变化。另外异种骨材料中碳酸根具有调节材料降解的功能，而高温煅烧会导致碳酸根的分解，进一步导致了材料在体内不能降解。
有机试剂法，目前常用的方法为分步法，分别去除脂肪和蛋白，即先脱脂肪，再脱蛋白。最具代表性的工艺是Bio-Oss产品，是利用分步法脱除有机成分(脂肪和蛋白)，具体为：利用有机溶剂甲苯脱除脂肪，脱脂完成后，再用乙二胺脱除蛋白。其中脱蛋白是利用乙二胺和水形成共沸混合物，由于乙二胺脱蛋白效果与作用温度成正相关，温度越高作用越强，而乙二胺和水混合物沸点低，导致骨粉在乙二胺水溶液中需要沸腾50h，此种方法存在工期时间长、成本高、效率低下等弊端。
为解决免疫原性的风险，又不改变骨的成分结构，本发明提供一个异种块状骨移植材料的高效制备方法。利用乙二胺与乙二醇单甲醚、正丁醇或异丁醇形成的共沸混合液，利用有机溶剂与脂肪相似相溶去除脂肪以及乙二胺的氨基与蛋白的酰胺键反应去除蛋白的原理，同步去除有机成分(脂肪和蛋白)；另外，其沸点较乙二胺与水混合物沸点明显提高，增强了脱蛋白效果。本工艺显著缩短了工艺时间、降低了生产成品，提高了效率。
步骤5，煅烧：骨是由有机物和无机物构成，有机物决定其韧性，无机物决定其硬度。当有机成分被脱除后，无机盐成分之间结合较为松散、力学强度降低。需进行增强力学强度，仅以低温煅烧加以固化，增加骨材料机械强度。随后的降温过程中应避免将骨块从马弗炉中突然取出并冷却，以免形成“冷桥”，导致煅烧骨结构失去坚固性。通过闭炉方式降低马弗炉内的温度来慢慢冷却骨材料，将会更为有利。其中，所述缓慢冷却的步骤包括冷却大约24小时以防止应力、裂纹或脆性；煅烧温度为250-350℃，煅烧时间为10-20h。
本发明所涉及的煅烧步骤为必不可缺少的工序，本发明煅烧温度为250-350℃，才能达到本发明目的；如煅烧温度低于250℃，固化效果不佳，力学降低，导致骨材料抗压性较差。另外会导致残留的微量蛋白无法分解，使得微孔(＜10um)无法显现，而微孔结构功能是利于生长因子黏附和富集、体液渗透、吸收降解，微孔结构无法显现将影响材料毛细虹吸性能、亲水性能、影响降解速率。另外微孔结构还决定了材料的比表面积，较大的比表面积，增大了材料与细胞、体液的接触面积，有利于骨细胞黏附生长，微孔量降低，将导致比表面积降低。
如煅烧温度高于350℃，将导致晶体生长，使得天然骨的孔隙率下降，结晶度升高。结晶度升高，将直接影响降解速率，结晶度越高越难以降解，导致降解速率与新骨生长速率无法匹配。低孔隙率将影响细胞生长和迁移、营养输送、和血管化。
综上所述，本发明方法煅烧温度为250-350℃，高于或低于该温度范围均不能达到本发明最终的技术效果。
步骤6，干燥：骨材料清洗后，必须进行干燥，便于进行保存。将清洗后的骨材料，置于90℃烘箱中干燥4-5h。
步骤7，将上述干燥后的骨块，包装、封装、灭菌即可。
本发明具有以下优点：
(1)本发明提供一个异种块状骨移植材料的高效制备方法，利用乙二胺与乙二醇单甲醚、正丁醇或异丁醇形成的共沸混合物，利用有机溶剂与脂肪相似相溶去除脂肪以及乙二胺的氨基与蛋白的酰胺键反应去除蛋白的原理，同步去除有机成分(脂肪和蛋白)；另外，其沸点较乙二胺与水混合物沸点明显提高，增强了脱蛋白效果，其中乙二醇单甲醚兼具提高沸点作用。本工艺不仅显著缩短了工艺时间、降低了生产成品，提高了效率，更能有效地去除有机质，去除了免疫原，解决免疫原性的风险；而且又保留骨质的天然结构，保障了骨体中的磷灰石晶体结晶度无显著影响；还避免因高温煅烧而导致的结构和功能的变化。另外，块状骨移植与颗粒骨移植材料相比，能够起到良好的空间支持效果。
(2)本发明所涉及的方法为一种高效脱脂脱蛋白方法；该方法制备得到的产品，不仅结构具有天然的类似人骨的多孔隙三维空间结构和高度类似的相组成；而且具有高比表面积、低免疫原性、安全性高、良好生物相容性等优点。
(3)本发明所涉及的方法为一种异种块状骨移植材料的制备方法，使其克服颗粒骨移植材料存在空间塌陷、无法维持成骨空间等问题。
附图说明
图1是本发明所涉及的方法制备得到的骨块效果图；
图2是本发明所涉及的方法制备得到的骨块扫描电镜(50倍)显示图；
图3是本发明所涉及的方法制备得到的骨块孔隙结构；
图4是本发明所涉及的方法制备得到的骨块XRD谱图；
图5是本发明所涉及的细胞毒性试验的细胞形态；
图6是本发明所涉及的细胞毒性试验的细胞增殖率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是，以下的实施实例只是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1
本实施例涉及一种新型块状异种骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
1、取材：
穿戴工作服，用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位，用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织，再切割成(5～10)×(5～10)×(5～30)mm的骨块。
2、消毒：
将松质骨块放入洁净容器，加2倍量(块状骨与乙醇的质量体积比为1:2)的75％乙醇，浸泡30分钟，沥干，将骨块放入洁净容器中，称取15倍量(块状骨与纯化水的质量体积比为1:15)的纯化水，加入容器中。超声清洗3次，每次10分钟。
3、脱有机物
取上述消毒后的骨块，放入烧瓶内，再加入70％乙二胺与10％乙二醇单甲醚、20％正丁醇的共沸混合物；索氏抽提5h，每小时换液一次；完成后，将骨块放入洁净容器中称重，再加入20倍量(块状骨与75％乙醇的质量体积比为1:20)的75％乙醇，超声清洗3次，每次10分钟。再流水状态下清洗2h，至偏中性。将骨块在烘箱中干燥，干燥条件：90℃，干燥4h。其中，骨块与共沸混合物质量体积比为1:10。
4、煅烧
将骨块平放在不锈钢托盘中，然后送入马弗炉内，设置煅烧参数：250℃煅烧20h。升温过程不计入煅烧时间，降温过程为关闭炉门自然降温。
5、干燥
将上述煅烧后的骨块，使用超纯水清洗。然后置鼓风干燥箱中，90℃干燥4小时。
6、灭菌
将上述干燥后的骨块，包装、封装、灭菌(钴-60辐射灭菌，辐照剂量为25KGy)。
实施例2
本实施例涉及一种新型块状异种骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
1、取材：
穿戴工作服，用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位，用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织，再切割成(5～10)×(5～10)×(5～30)mm的骨块。
2、消毒：
将松质骨块放入洁净容器，加5倍量(块状骨与乙醇的质量体积比为1:5)的75％乙醇，浸泡30分钟，沥干，将骨块放入洁净容器中，称取15倍量(块状骨与纯化水的质量体积比为1:15)的纯化水，加入容器中。超声清洗3次，每次10分钟。
3、脱有机物
取上述消毒后的骨块，放入烧瓶内，再加入50％乙二胺与20％乙二醇单甲醚、30％正丁醇混合形成共沸混合物；索氏抽提6h，每小时换液一次；完成后，将骨块放入洁净容器中称重，再加入20倍量(块状骨与75％乙醇的质量体积比为1:20)的75％乙醇，超声清洗3次，每次10分钟。再流水状态下清洗2h，至偏中性。将骨块在烘箱中干燥，干燥条件：90℃，干燥4h。其中，骨块与共沸混合物质量体积比为1:20。
4、煅烧
将骨块平放在不锈钢托盘中，然后送入马弗炉内，设置煅烧参数：300℃煅烧15h。升温过程不计入煅烧时间，降温过程为关闭炉门自然降温。
5、干燥
将上述煅烧后的骨块，使用超纯水清洗。然后置鼓风干燥箱中，90℃干燥4小时。
6、灭菌
将上述干燥后的骨块，包装、封装、灭菌(钴-60辐射灭菌，辐照剂量为25KGy)。
实施例3
本实施例涉及一种新型块状异种骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
1、取材：
穿戴工作服，用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位，用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织，再切割成(5～10)×(5～10)×(5～30)mm的骨块。
2、消毒：
将松质骨块放入洁净容器，加3倍量(块状骨与乙醇的质量体积比为1:3)的75％乙醇，浸泡30分钟，沥干，将骨块放入洁净容器中，称取15倍量(块状骨与纯化水的质量体积比为1:15)的纯化水，加入容器中。超声清洗3次，每次10分钟。
3、脱有机
取上述消毒后的骨块，放入烧瓶内，再加入40％乙二胺与30％乙二醇单甲醚、30％异丁醇混合形成共沸混合物；索氏抽提7h，每小时换液一次；完成后，将骨块放入洁净容器中称重，再加入20倍量(块状骨与75％乙醇的质量体积比为1:20)的75％乙醇，超声清洗3次，每次10分钟。再流水状态下清洗2h，至偏中性。将骨块在烘箱中干燥，干燥条件：90℃，干燥4h。其中，骨块与共沸混合物质量体积比为1:30。
4、煅烧
将骨块平放在不锈钢托盘中，然后送入马弗炉内，设置煅烧参数：350℃煅烧10h。升温过程不计入煅烧时间，降温过程为关闭炉门自然降温。
5、干燥
将上述煅烧后的骨块，使用超纯水清洗。然后置鼓风干燥箱中，90℃干燥4小时。
6、灭菌
将上述干燥后的骨块，包装、封装、灭菌(钴-60辐射灭菌，辐照剂量为25KGy)。
实施细胞毒性试验
口腔修复材料的体外细胞毒性试验是常用的检测材料生物安全性的方法之一，即采用体外组织细胞培养方法而进行的牙科材料生物学评价筛选试验，观察材料浸提液对细胞生长繁殖及形态的影响，评价其体外细胞毒性。
1、试验样品制备
无菌操作下按以下各组描述用浸提介质浸提样品，浸提前后浸提液状态应未发生改变。浸提液立即用于实验。
试验组：称量骨块，置于浸提介质中淹没吸附，之后取出，控干至表面无多余液体，再添加10ml的浸提介质，在37℃，60rpm震荡24h。
空白对照组：直接量取10ml的浸提介质，在37℃，60rpm震荡24h。
阳性对照组：量取1ml的DMSO，加入9ml的浸提介质，在37℃，60rpm震荡24h。
2、细胞准备
小鼠成纤维细胞培养在含有抗生素(青霉素100U/ml，链霉素100μg/ml)和10％胎牛血清的MEM培养液中，于37℃，5％ CO2饱和湿度下培养。细胞培养时采用无菌操作。当细胞生长至趋近融合，使用0.25％胰蛋白酶消化，收集细胞并调整细胞浓度1×105个/ml进行下述试验。
3、实验步骤
将上述细胞悬液加入96孔板，每孔100μL，共计1×104个细胞/孔，于37℃，5％ CO2培养24h。培养结束后，弃去培养板内培养基，分组加入100μL浸提液(100％，50％，25％和12.5％四个浓度组)，阴性对照，空白对照组和阳性对照组，每组5孔，放入37℃，5％CO2饱和湿度培养箱内培养。24h培养结束后，取出细胞培养板，先做形态学观察，然后弃去其中培养基，每孔加入50μLMTT，放入37℃，5％ CO2饱和湿度培养箱内培养2h。
培养结束后，弃去培养板内液体，每孔加入100μL异丙醇，震荡混匀，放入酶标仪内，570nm读数(参照波长650nm)。试验组和阳性对照组，通过空白对照组OD值计算细胞相对存活率，空白对照组记为100％。
实验结果：通过细胞形态学观察评价，细胞生长状态良好，定量评价显示细胞相对增值率(％)＞96％，根据评价标准，为无细胞毒性。证明了本产品具有良好的细胞相容性，安全可靠。
对比例1
对比例涉及一种块状骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
1、取材：
穿戴工作服，用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位，用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织，(5～10)×(5～10)×(5～30)mm的骨块。
2、消毒：
将松质骨块放入洁净容器，加3倍量(块状骨与乙醇的质量体积比为1:3)的70％乙醇，浸泡30分钟，沥干，将骨块放入洁净容器中，称取15倍量(块状骨与纯化水的质量体积比为1:10)的纯化水，加入容器中。超声清洗3次，每次10分钟。
3、脱有机物
取上述消毒后的骨块，放入烧瓶内，再加入50％乙二胺与20％乙二醇单甲醚、30％正丁醇混合形成共沸混合物；索氏抽提6h，每小时换液一次；完成后，将骨块放入洁净容器中称重，再加入20倍量(块状骨与75％乙醇的质量体积比为1:20)的75％乙醇，超声清洗3次，每次10分钟。再流水状态下清洗2h，至偏中性。将骨块在烘箱中干燥，干燥条件：90℃，干燥4h。其中，骨块与共沸混合物质量体积比为1:20。
4、煅烧
将骨块平放在不锈钢托盘中，然后送入马弗炉内，设置煅烧参数：230℃煅烧20h。升温过程不计入煅烧时间，降温过程为关闭炉门自然降温。
5、干燥
将上述煅烧后的骨块，使用超纯水清洗。然后置鼓风干燥箱中，90℃干燥4小时。
6、灭菌
将上述干燥后的骨块，包装、封装、灭菌(钴-60辐射灭菌，辐照剂量为25KGy)。
对比例2
本实施例涉及一种新型块状异种骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：
1、取材：
穿戴工作服，用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位，用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织，再切割成(5～10)×(5～10)×(5～30)mm的骨块。
2、消毒：
将松质骨块放入洁净容器，加5倍量(块状骨与乙醇的质量体积比为1:5)的75％乙醇，浸泡30分钟，沥干，将骨块放入洁净容器中，称取15倍量(块状骨与纯化水的质量体积比为1:15)的纯化水，加入容器中。超声清洗3次，每次10分钟。
3、脱有机物
取上述消毒后的骨块，放入烧瓶内，再加入40％乙二胺与30％乙二醇单甲醚、30％异丁醇混合形成共沸混合物；索氏抽提7h，每小时换液一次；完成后，将骨块放入洁净容器中称重，再加入20倍量(块状骨与75％乙醇的质量体积比为1:20)的75％乙醇，超声清洗3次，每次10分钟。再流水状态下清洗2h，至偏中性。将骨块在烘箱中干燥，干燥条件：90℃，干燥4h。其中，骨块与共沸混合物质量体积比为1:30。
4、煅烧
将骨块平放在不锈钢托盘中，然后送入马弗炉内，设置煅烧参数：380℃煅烧10h。升温过程不计入煅烧时间，降温过程为关闭炉门自然降温。
5、干燥
将上述煅烧后的骨块，使用超纯水清洗。然后置鼓风干燥箱中，90℃干燥4小时。
6、灭菌
将上述干燥后的骨块，包装、封装、灭菌(钴-60辐射灭菌，辐照剂量为25KGy)。
将本发明实施例1-3与对比例1-2制备得到的骨修复材料性能进行对比，见表所示。
表1
Figure BDA0004136688370000101
Figure BDA0004136688370000111
由上述实施例1-3和对比例1-2的测试数据对比，可知，经本发明方法处理后的骨块从以下几个性能指标：孔隙率(％)、抗压强度(MPa)、比表面积(m2/g)、微孔孔体积量(ml/g)均比对比例1-2的性能好；另外，见图1-图4所示；图1是本发明所涉及的方法制备得到的骨块效果图，该结构具有天然的类似人骨的多孔隙三维空间结构和高度类似的相组成；图2是本发明所涉及的方法制备得到的骨块扫描电镜显示图，从图2中可以看到，骨块保持了天然骨的骨小梁和多级孔隙组成的三维空间结构，大孔尺寸为200-600μm左右，中孔为50-100μm，还有≤10μm的微孔存在；图3是本发明所涉及的方法制备得到的骨块孔隙结构图，本发明方法得到的骨块孔隙率为80％左右；图4是本发明所涉及的方法制备得到的骨块XRD谱图，羟基磷灰石(HA，Ca10(PO4)6(OH)2)，和羟基磷磷灰石标准PDF卡09-432相匹配；而合成羟基磷灰石的特征峰则比较锋利，衍射强度高。图5是本发明所涉及的细胞毒性试验的细胞形态图；图6是本发明所涉及的细胞毒性试验的细胞增殖率，通过形态学观察，定量评价细胞相对存活率(％)＞96％，无细胞毒性，细胞相容性良好，安全可靠。
本发明所涉及的方法是利用乙二胺与乙二醇单甲醚、正丁醇、异丁醇形成共沸混合物，不仅缩短了工艺时间、降低了生产成品，提高了效率。而且又保留骨质的天然结构，保障了骨体中的磷灰石晶体结晶度无显著影响；还避免因高温煅烧而导致的结构和功能的变化。另外，块状骨移植与颗粒骨移植材料相比，能够起到良好的空间支持效果。本发明所涉及的方法为一种高效脱脂脱蛋白方法；该方法制备得到的产品，不仅结构具有天然的类似人骨的多孔隙三维空间结构和高度类似的相组成；而且具有高比表面积、低免疫原性、安全性高、良好生物相容性等优点。本发明所涉及的方法为一种异种块状骨移植材料的制备方法，使其克服颗粒骨移植材料存在空间塌陷、无法维持成骨空间等问题。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (10)

1.一种新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，依次经以下步骤：选材，消毒，脱脂脱蛋白，煅烧，干燥，灭菌制备而成新型块状异种骨修复材料。
2.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述选材具体步骤为：(1)用锯骨机切取牛股骨骨骺远端松质骨部位；(2)用锯骨机去除片状松质骨周围的附属组织；(3)再由骨条切割成2cm长的骨块，产品形状最终为10mm×10mm×20mm的块状骨。
3.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述消毒的具体步骤为：(1)将选好的块状骨放入洁净容器，加入块状骨与其质量体积比为1：(2-5)的75％乙醇，浸泡30分钟，沥干；(2)再将骨块放入洁净容器中，称取块状骨与其质量体积比为1：15的纯化水，加入容器中；(3)超声清洗3次，每次10分钟。
4.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述脱脂脱蛋白的具体步骤如下：取消毒后的块状骨放入烧瓶内，再加入共沸混合液，其中，共沸混合物为质量百分比为10％-20％乙二醇单甲醚、10％-30％正丁醇的50％-80％乙二胺共沸混合液，或者质量百分比10％-30％乙二醇单甲醚、20％-30％异丁醇的40％-70％乙二胺共沸混合液。
5.如权利要求4所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述骨块与共沸混合物质量体积比为1:(10-30)。
6.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的具体步骤如下：将骨块平放在不锈钢托盘中，送入马弗炉内250-350℃煅烧10-20h。
7.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述干燥的具体步骤如下：将煅烧后的骨块，用超纯水清洗，然后置鼓风箱90℃干燥4小时。
8.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述灭菌的条件为：钴-60辐射灭菌，辐照剂量为25KGy。
9.如权利要求1所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述新型块状异种骨修复材料为骨小梁和多级孔隙组成的三维空间结构。
10.如权利要求9所述的新型块状异种骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述多级孔隙有微孔、大孔和中孔；其中，大孔为200-600μm，中孔为50-100μm，微孔为≤10μm。
CN202310277158.2A 2023-03-21 2023-03-21 一种新型块状异种骨修复材料的制备方法 Pending CN116036377A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310277158.2A CN116036377A (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种新型块状异种骨修复材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310277158.2A CN116036377A (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种新型块状异种骨修复材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116036377A true CN116036377A (zh) 2023-05-02

Family

ID=86131578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310277158.2A Pending CN116036377A (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种新型块状异种骨修复材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116036377A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0372066B1 (en) Chemical compound
Katthagen Bone regeneration with bone substitutes: an animal study
RU2104703C1 (ru) Способ получения материала для остеопластики и полученный этим способом материал
JP5399264B2 (ja) 骨成長粒子及びそれの骨誘導組成物
JP2665385B2 (ja) 精製粒子状骨鉱質生成物
KR102258806B1 (ko) 재생의학 재료 및 그의 제조방법과 응용
KR101599245B1 (ko) 골 대체 물질
RU2665962C1 (ru) Биорезорбируемый биологический матрикс для замещения дефектов костной ткани и способ его получения
CN109954167B (zh) 一种骨修复材料及其应用
CN108653819B (zh) 短流程制备多孔异种骨骨粉修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料
JPS6145768A (ja) 骨代替物質の製造方法
HUT65499A (en) Method for the preparation of bone supplementing material with fgf
JP2003260123A (ja) 骨の再構成用の再吸収性細胞外マトリックス
CN108992708A (zh) 表面改性骨粉及其制备方法
CN114601971B (zh) 一种诱导骨再生的天然复合骨填充材料及其制备方法和用途
JP5578499B2 (ja) リン酸カルシウム／生分解性ポリマーハイブリッド材料並びにその製法及びハイブリッド材料を用いたインプラント
CN108578773B (zh) 短流程制备多孔块状异种骨修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料
PL240725B1 (pl) Biomateriał na bazie naturalnego polisacharydu-β-1,3-glukanu (kurdlanu) i ceramiki do zastosowań w inżynierii tkankowej kości oraz sposób jego otrzymywania
CN114302748A (zh) 衍生自有孔虫的骨移植材料
CN116036377A (zh) 一种新型块状异种骨修复材料的制备方法
PL236369B1 (pl) Sposób otrzymywania rusztowania kostnego na bazie ceramiki fluoroapatytowej i polimeru oraz rusztowanie kostne
CN109529119A (zh) 一种生物型骨修复材料及其制备方法
Cheng et al. Nano-hydroxyapatite/polyamide 6 scaffold as potential tissue engineered bone substitutes
CN116570772B (zh) 一种胶原水凝胶及其合成方法和应用
CN114848897B (zh) 一种多孔羟基磷灰石-水滑石复合材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination