RU2393819C1 - Method of preparing prion-free bone graft substitute - Google Patents
Method of preparing prion-free bone graft substitute Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393819C1 RU2393819C1 RU2008148975/15A RU2008148975A RU2393819C1 RU 2393819 C1 RU2393819 C1 RU 2393819C1 RU 2008148975/15 A RU2008148975/15 A RU 2008148975/15A RU 2008148975 A RU2008148975 A RU 2008148975A RU 2393819 C1 RU2393819 C1 RU 2393819C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone
- powder
- graft substitute
- bone powder
- bone graft
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к способу приготовления заменителя костного трансплантата с использованием бычьей кости и, в частности, к способу приготовления безопасного заменителя костного трансплантата, который исключает риск заражения губчатой энцефалопатией крупного рогатого скота, включающему обработку бычьей кости гипохлоритом натрия при высокой температуре более 600°C.The present invention relates to a method for preparing a bone graft substitute using bovine bone and, in particular, to a method for preparing a safe bone graft substitute that eliminates the risk of cattle spongiform encephalopathy, comprising treating bovine bone with sodium hypochlorite at a high temperature of more than 600 ° C.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Заменитель костного трансплантата (BGS) относится к материалу для трансплантации, который используется для замены дефектов костной ткани, происходящих вследствие различных болезней зубов или травм, связанной с заболеванием дегенерации или другими потерями ткани, который заполняет поровое пространство в костной ткани и способствует образованию новой кости. Известно, что лучшим трансплантатом является аутогенный костный трансплантат, однако аутогенный костный трансплантат имеет проблемы, связанные с тем, что требуется повторная хирургическая операция, существует сложность получения необходимого количества, существует сложность в проведении операции в условиях небольших госпиталей и имеется вероятность, которая способствует болезненности для пациента и тяжести заболеваемости.Bone graft substitute (BGS) refers to a transplant material that is used to replace bone defects resulting from various dental diseases or injuries associated with degeneration disease or other tissue loss, which fills the pore space in the bone tissue and promotes the formation of new bone. An autologous bone graft is known to be the best graft, but an autogenous bone graft has problems associated with the need for repeated surgery, there is a difficulty in obtaining the required amount, there is a difficulty in performing the operation in small hospitals and there is a possibility that contributes to pain for patient and the severity of the incidence.
По этой причине для трансплантации используются различные заменители, включая донорские кости человека, искусственные кости и искусственно синтезированные материалы, сделанные из костного гидроксиапатита. Коммерчески доступные костные заменители имеют преимущества в том, что они доступны в различных формах, включая порошок, гель, суспензию/замазку, таблетки, чипы, кусочки, пеллеты, планки, пластины и блоки, являются гомогенными, имеют низкий риск относительно инфекции и болезни, снижают риск болей, связанных с взятием собственных костей пациента для трансплантации, и имеют сниженные ограничения по размеру. Однако эти коммерческие костные заменители имеют различные проблемы. Например, поскольку их структура значительно отличается от физической структуры кости человека, они имеют низкую скорость регенерации ткани.For this reason, various substitutes are used for transplantation, including human donor bones, artificial bones and artificially synthesized materials made from bone hydroxyapatite. Commercially available bone substitutes have the advantage that they are available in various forms, including powder, gel, suspension / putty, tablets, chips, pieces, pellets, slats, plates and blocks, are homogeneous, have a low risk for infection and disease, reduce the risk of pain associated with taking the patient’s own bones for transplantation, and have reduced size restrictions. However, these commercial bone substitutes have various problems. For example, since their structure is significantly different from the physical structure of human bones, they have a low rate of tissue regeneration.
При попытке решить эти проблемы костные минералы, полученные путем физико-химической обработки костей животных, имеющих сходную структуру со структурой костей человека, с удалением органических субстанций, обрабатывали таким образом, что они могли применяться в стоматологических и ортопедических хирургических операциях. Типичный пример может включать Bio-Oss®, коммерчески доступный от Geistlich Biomaterials.In an attempt to solve these problems, bone minerals obtained by physicochemical treatment of animal bones with a similar structure to the structure of human bones, with the removal of organic substances, were processed in such a way that they could be used in dental and orthopedic surgery. A typical example may include Bio-Oss®, commercially available from Geistlich Biomaterials.
Способ приготовления указанного заменителя костного трансплантата с использованием костей животного включает следующие стадии: обработку бедренной кости жвачного животного растворителем, имеющим температуру кипения 80-120°C, для удаления липидов; добавление аммиака или первичного амина к обработанной кости для удаления протеинов и органических субстанций с получением костного минерала; нагревание бычьего минерала при температуре 250-600°C в течение нескольких часов с последующим высушиванием (патенты США №5167961 и №5417975).A method for preparing said bone graft substitute using animal bones involves the following steps: treating the ruminant femur with a solvent having a boiling point of 80-120 ° C to remove lipids; adding ammonia or a primary amine to the treated bone to remove proteins and organic substances to produce a bone mineral; heating the bovine mineral at a temperature of 250-600 ° C for several hours, followed by drying (US patent No. 5167961 and No. 5417975).
Хотя существовал пример, где хрящ был обработан гипохлоритом натрия для селективного устранения коллагеновой фазы с целью изучения оставшейся структуры хряща (Broz, JJ. et al, J. Mater. Sci. Mater. Med., 8:395, 1997), еще не было отмечено, что гипохлорит натрия используется для удаления всех протеинов в приготовлении костных минералов.Although there was an example where cartilage was treated with sodium hypochlorite to selectively eliminate the collagen phase in order to study the remaining cartilage structure (Broz, JJ. Et al, J. Mater. Sci. Mater. Med., 8: 395, 1997), there was not yet It is noted that sodium hypochlorite is used to remove all proteins in the preparation of bone minerals.
Среди таких костей животных наиболее часто использующейся костью является бычья кость, и указанный продукт Bio-Oss® также получается с использованием бычьей кости в качестве сырьевого материала. Однако, поскольку до недавнего времени часто отмечалось проявление губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота, безопасность бычьей кости в качестве сырьевого материала относительно губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота не обеспечивалась. По этой причине, в стадии преобразования бычьей кости в материал костного трансплантата, прион, который вызывает губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота, должен быть удален. Поскольку прион полностью не исчезает даже при высокой температуре в 600°C, то он не может быть удален известными из уровня техники способами, вследствие чего требуется разработка нового способа.Among these animal bones, the most commonly used bone is bovine bone, and said Bio-Oss® product is also obtained using bovine bone as a raw material. However, since until recently the manifestation of bovine spongiform encephalopathy was often observed, the safety of bovine bone as a raw material relative to bovine spongiform encephalopathy was not ensured. For this reason, in the stage of converting bovine bone into bone graft material, the prion that causes spongiform encephalopathy in cattle must be removed. Since the prion does not completely disappear even at a high temperature of 600 ° C, it cannot be removed by methods known from the prior art, which requires the development of a new method.
В этой связи настоящие изобретатели получали заменитель костного трансплантата, который не исключал риск наличия губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота, с использованием способа, содержащего стадии инактивации прионового протеина гипохлоритом натрия в процессе приготовления заменителя костного трансплантата, используя бычью кость, и нагревания результирующей кости при высокой температуре 600°C, таким образом завершая настоящее изобретение.In this regard, the present inventors received a bone graft substitute that did not exclude the risk of spongiform cattle encephalopathy using a method comprising the steps of inactivating prion protein with sodium hypochlorite during the preparation of a bone graft substitute using bovine bone and heating the resulting bone at high temperature 600 ° C, thus completing the present invention.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления заменителя костного трансплантата, который полностью освобожден от прионового протеина, который вызывает губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота, способу, включающему обработку бычьей кости гипохлоритом натрия и нагревание обработанной кости при высокой температуре.In one aspect, the present invention relates to a method for preparing a bone graft substitute that is completely free of prion protein that causes bovine spongiform encephalopathy, a method comprising treating bovine bone with sodium hypochlorite and heating the treated bone at high temperature.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к композиции заменителя костного трансплантата, содержащей заменитель костного трансплантата, приготовленный в соответствии с указанным способом.In another aspect, the present invention relates to a bone graft substitute composition comprising a bone graft substitute prepared in accordance with said method.
Другие признаки и воплощения настоящего изобретения проявятся из следующих подробного описания и формулы изобретения.Other features and embodiments of the present invention will appear from the following detailed description and claims.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 представляет фотографию, сделанную с помощью сканирующей электронной микроскопии, костного порошка, термически обработанного при 600°С;Figure 1 is a photograph taken by scanning electron microscopy of a bone powder thermally treated at 600 ° C;
фиг.2 показывает результаты измерения XRD (дифракционный рентгеновский анализ) для костного порошка, термически обработанного при 600°С;figure 2 shows the results of the measurement of XRD (X-ray diffraction analysis) for bone powder, heat treated at 600 ° C;
фиг.3 демонстрирует результаты измерения FT-IR (Фурье-ИК-спектральный анализ) для костного порошка, термически обработанного при 600°С;figure 3 shows the measurement results of FT-IR (Fourier transform infrared spectral analysis) for bone powder, heat treated at 600 ° C;
фиг.4 показывает фотографии образцов ткани, взятых через 2 недели после имплантации каждого костного порошка, приготовленного в примере 1, Bio-Oss® и OsteoGrar®/N, в циркулярные дефекты новозеландских белых кроликов;4 shows photographs of tissue samples taken 2 weeks after implantation of each bone powder prepared in Example 1, Bio-Oss® and OsteoGrar® / N, in circular defects of New Zealand white rabbits;
фиг.5 демонстрирует фотографии образцов ткани, взятых через 4 недели после имплантации каждого костного порошка, приготовленного в примере 1, в циркулярные дефекты новозеландских белых кроликов.5 shows photographs of tissue samples taken 4 weeks after implantation of each bone powder prepared in Example 1 into circular defects of New Zealand white rabbits.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение обеспечивает способ приготовления заменителя костного трансплантата из бычьей кости, включающий следующие стадии: (а) кипячение бычьей кости, из которой удалены компоненты крови, в деионизированной воде для удаления липидов и протеинов и высушивание сваренной кости; (b) измельчение высушенной кости, погружение и перемешивание перемолотого костного порошка в органическом растворителе; (с) удаление органического растворителя и высушивание костного порошка; (d) обработка высушенного костного порошка, из которого удален растворитель, раствором 2-20% гипохлорита натрия; (е) удаление раствора гипохлорита натрия из костного порошка и высушивание результирующего костного порошка; (f) термическая обработка высушенного костного порошка при 600-1000°С в течение 1-6 часов для полного удаления липидов и протеинов.The present invention provides a method for preparing a bone graft substitute from bovine bone, the method comprising the steps of: (a) boiling bovine bone from which blood components have been removed in deionized water to remove lipids and proteins and drying the cooked bone; (b) grinding the dried bone, immersing and mixing the ground bone powder in an organic solvent; (c) removing the organic solvent and drying the bone powder; (d) treating the dried bone powder, from which the solvent has been removed, with a solution of 2-20% sodium hypochlorite; (e) removing the sodium hypochlorite solution from the bone powder and drying the resulting bone powder; (f) heat treatment of dried bone powder at 600-1000 ° C for 1-6 hours to completely remove lipids and proteins.
В способе по изобретению стадия погружения костного порошка в органический растворитель представляет стадию удаления липидов, оставшихся в порошке бычьей кости, в которой органический растворитель может предпочтительно быть смешанным растворителем, состоящим из хлороформа и метанола. Соотношение хлороформ:метанол в смешанном растворителе может быть 2-8:8-2 и предпочтительно 1:1.In the method of the invention, the step of immersing the bone powder in an organic solvent is a step of removing lipids remaining in the bovine bone powder, in which the organic solvent may preferably be a mixed solvent of chloroform and methanol. The ratio of chloroform: methanol in the mixed solvent may be 2-8: 8-2 and preferably 1: 1.
В способе по изобретению стадия обработки костного порошка раствором гипохлорита натрия представляет стадию удаления протеинов, оставшихся в порошке бычьей кости, и инактивации приона, который вызывает губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота.In the method of the invention, the step of treating the bone powder with a sodium hypochlorite solution is the step of removing the proteins remaining in the bovine bone powder and inactivating the prion, which causes bovine spongiform encephalopathy.
Используемый в этой стадии раствор гипохлорита натрия может быть раствором, содержащим гипохлорит натрия в концентрации 2-20% (масса/объем) и наиболее предпочтительно около 4% (масса/объем). Стадия обработки костного порошка гипохлоритом натрия должна проводиться в течение, по меньшей мере, 20 минут для инактивации приона и предпочтительно проводится в течение, по меньшей мере, 72 часов для удаления оставшихся протеинов.The sodium hypochlorite solution used in this step may be a solution containing sodium hypochlorite at a concentration of 2-20% (w / v) and most preferably about 4% (w / v). The step of treating the bone powder with sodium hypochlorite should be carried out for at least 20 minutes to inactivate the prion and preferably be carried out for at least 72 hours to remove the remaining proteins.
В способе по изобретению стадия (d) может дополнительно содержать добавление 1-10N гидроксида натрия к раствору гипохлорита натрия для повышения эффективности инактивации приона. Концентрация гидроксида натрия предпочтительно составляет около 2N.In the method of the invention, step (d) may further comprise adding 1-10N sodium hydroxide to the sodium hypochlorite solution to increase prion inactivation efficiency. The concentration of sodium hydroxide is preferably about 2N.
Способ по изобретению может дополнительно включать вслед за стадией (f) следующие стадии: фильтрацию термически обработанного костного порошка через фильтр, имеющий размер пор 212-425 мкм; и промывание фильтрованного костного порошка.The method according to the invention may additionally include, following step (f), the following steps: filtering the heat-treated bone powder through a filter having a pore size of 212-425 μm; and washing the filtered bone powder.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию для замещения костного трансплантата, содержащую заменитель костного трансплантата, приготовленный в соответствии с указанным способом.In another aspect, the present invention provides a bone graft replacement composition comprising a bone graft substitute prepared in accordance with said method.
Композиция по изобретению для замещения костного трансплантата может дополнительно содержать, по меньшей мере, одно биологически активное вещество, выбранное из группы, состоящей из фактора, стимулирующего рост кости, фибрина, костного морфогенетического фактора, агента роста кости, хемотерапевтического агента, антибиотика, анальгетика, дифосфоната, соли стронция, соли фтора, соли магния и соли натрия. Также она может дополнительно содержать, по меньшей мере, одно химическое соединение, выбранное из группы, состоящей из гиалуроновой кислоты, хондроитин сульфата, альгиновой кислоты, хитозана, коллагена, гидроксиапатита, карбоната кальция, фосфата кальция, сульфата кальция и керамик.The bone graft replacement composition of the invention may further comprise at least one biologically active substance selected from the group consisting of bone growth promoting factor, fibrin, bone morphogenetic factor, bone growth agent, chemotherapeutic agent, antibiotic, analgesic, diphosphonate , strontium salts, fluorine salts, magnesium salts and sodium salts. It may also optionally contain at least one chemical compound selected from the group consisting of hyaluronic acid, chondroitin sulfate, alginic acid, chitosan, collagen, hydroxyapatite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate and ceramics.
В еще другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию гелевого типа для замещения костного трансплантата, в которой указанное химическое соединение представляет собой гиалуроновую кислоту.In yet another aspect, the present invention provides a gel type composition for bone graft replacement, wherein said chemical compound is hyaluronic acid.
В используемом здесь значении термин "заменитель костного трансплантата" относится к материалу для заполнения пространства в костной ткани. Заменитель костного трансплантата может использоваться в форме замазки, пасты, формуемых пластинок, блоков, чипов и др., которые образуются путем прессования, уплотнения, прессового уплотнения, сжатия, сдавливания или набивания костного порошка в желаемой форме. Также он может использоваться в форме геля, гранул, пасты, таблеток, пеллет и др., которые формируются с использованием химических добавок, и он может использоваться в порошковой форме, как он есть.As used herein, the term “bone graft substitute” refers to a material for filling a space in bone tissue. The bone graft substitute can be used in the form of putty, paste, moldable plates, blocks, chips, etc., which are formed by pressing, compacting, press sealing, compressing, squeezing, or stuffing the bone powder in the desired shape. It can also be used in the form of a gel, granules, paste, tablets, pellets, etc. that are formed using chemical additives, and it can be used in powder form as it is.
Если заменитель костного трансплантата используется в вышеуказанных формах, то предпочтительным является добавление к нему биологически активных веществ. Примеры биологически активных веществ, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают фактор, стимулирующий рост кости, фибрин, костный морфогенетический фактор, агент роста кости, хемотерапевтический агент, антибиотик, анальгетик, дифосфонат, соль стронция, соль фтора, соль магния и соль натрия.If the bone graft substitute is used in the above forms, it is preferable to add biologically active substances to it. Examples of biologically active substances that can be used in the present invention include bone growth promoting factor, fibrin, bone morphogenetic factor, bone growth agent, chemotherapeutic agent, antibiotic, analgesic, diphosphonate, strontium salt, fluorine salt, magnesium salt and sodium salt .
Примеры фактора роста, который может использоваться в настоящем изобретении, включают BMP (костный морфогенетический протеин), PDGF (тромбоцитарный фактор роста), TGF-бета (трансгенный фактор роста), IGF-I (инсулиноподобный фактор роста), IGF-II, FGF (фактор роста фибробластов) и BGDF-II (бета-2-микроглобулин). Примеры костного морфогенетического фактора, который может использоваться в настоящем изобретении, включают остеокальцин, белок bonesialo, остеогенин, BMP и подобные. Агент костного роста может использоваться без каких-либо определенных ограничений до тех пор, пока он безвреден для организма человека и стимулирует рост кости. Примеры агента костного роста, который может использоваться в настоящем изобретении, включают пептиды или нуклеиновые кислоты, которые обеспечивают образование кости, и антагонисты веществ, которые ингибируют образование кости.Examples of growth factor that can be used in the present invention include BMP (bone morphogenetic protein), PDGF (platelet growth factor), TGF-beta (transgenic growth factor), IGF-I (insulin-like growth factor), IGF-II, FGF ( fibroblast growth factor) and BGDF-II (beta-2-microglobulin). Examples of a bone morphogenetic factor that can be used in the present invention include osteocalcin, bonesialo protein, osteogenin, BMP and the like. The bone growth agent can be used without any specific restrictions as long as it is harmless to the human body and stimulates bone growth. Examples of a bone growth agent that can be used in the present invention include peptides or nucleic acids that provide bone formation, and antagonists of substances that inhibit bone formation.
Примеры химических добавок, которые используются для формирования заменителя костного трансплантата в настоящем изобретении, включают гиалуроновую кислоту, хондроитин сульфат, альгиновую кислоту, хитозан, коллаген, гидроксиапатит, карбонат кальция, фосфат кальция, сульфат кальция и керамики. В зависимости от вида добавок заменитель костного трансплантата может образовываться в форме геля, стрипс, гранул, пеллет, таблеток, пасты и др.Examples of chemical additives that are used to form the bone graft substitute in the present invention include hyaluronic acid, chondroitin sulfate, alginic acid, chitosan, collagen, hydroxyapatite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate and ceramics. Depending on the type of additives, the bone graft substitute can form in the form of a gel, strip, granules, pellets, tablets, pastes, etc.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
В дальнейшем настоящее изобретение будет описано в дополнительных подробностях со ссылкой на примеры. Однако необходимо понимать, что эти примеры служат только для иллюстративных целей и не интерпретируются для ограничения объема притязаний настоящего изобретения.Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to examples. However, it should be understood that these examples are for illustrative purposes only and are not interpreted to limit the scope of the claims of the present invention.
Пример 1: Приготовление заменителя костного трансплантатаExample 1: Preparation of a bone graft substitute
Стадия предварительной обработки и измельченияStage pre-processing and grinding
Бычью бедренную кость обрезали до размера 5 см3 с использованием костной пилы. Нарезанные костные куски погружали в деионизированую воду на 24 часа для удаления компонентов крови, присутствующих в кости. Куски кости, промытые деионизированой водой, варили в течение 72 часов при смене деионизированой воды с 12-часовыми интервалами, таким образом, первично удаляя липиды и протеины, присутствующие в костях. Куски кости, из которых липиды и протеины были первично удалены, полностью высушивали в термостате при 60°С в течение 24 часов и затем измельчали до размера менее 0,7 мм с использованием мельницы.The bovine femur was trimmed to a size of 5 cm 3 using a bone saw. The chopped bone pieces were immersed in deionized water for 24 hours to remove the blood components present in the bone. Pieces of bone washed with deionized water were cooked for 72 hours when the deionized water was changed at 12-hour intervals, thus initially removing lipids and proteins present in the bones. Pieces of bone, from which lipids and proteins were initially removed, were completely dried in an oven at 60 ° C for 24 hours and then ground to a size of less than 0.7 mm using a mill.
Стадия обезжириванияDegreasing Stage
К 1 г измельченного костного порошка добавляли 20 мл смешанного растворителя, содержащего хлороформ и метанол (1:1 объем/объем), и раствор встряхивали при скорости вращения 120 rpm в течение 24 часов, так что костный порошок обезжиривался. Для удаления растворителя, оставшегося в обезжиренном костном порошке, добавляли деионизированую воду к костному порошку в массовом соотношении 50:1 и затем раствор встряхивали при 120 rpm в течение 12 часов, таким образом удаляя растворитель, оставшийся в порошке. В это время деионизированую воду заменяли свежей деионизированой водой с 2-часовыми интервалами для повышения эффективности промывания. Промытый костный порошок полностью высушивали в термостате при 60°С.To 1 g of ground bone powder was added 20 ml of a mixed solvent containing chloroform and methanol (1: 1 v / v) and the solution was shaken at a rotation speed of 120 rpm for 24 hours, so that the bone powder was degreased. To remove the solvent remaining in the defatted bone powder, deionized water was added to the bone powder in a mass ratio of 50: 1, and then the solution was shaken at 120 rpm for 12 hours, thereby removing the solvent remaining in the powder. At this time, deionized water was replaced with fresh deionized water at 2-hour intervals to increase the washing efficiency. The washed bone powder was completely dried in a thermostat at 60 ° C.
Стадия депротеинизацииDeproteinization Stage
К 1 г измельченного костного порошка добавляли 25 мл раствора 4% (масса/объем) гипохлорита натрия и порошковый раствор встряхивали при скорости вращения 120 rpm в течение 24 часов для удаления протеинов, присутствующих в кости, и для инактивации приона, который вызывает губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота. Для удаления растворителя, присутствующего в депротеинизированном костном порошке, добавляли 50 г деионизированой воды к 1 г костного порошка и раствор встряхивали при 120 rpm в течение 72 часов, таким образом, освобождая от гипохлорита натрия, оставшегося в порошке. В это время деионизированую воду заменяли свежей деионизированой водой каждые два часа в первые 12 часов и заменяли свежей деионизированой водой каждые последующие 12 часов. Промытый водой костный порошок полностью высушивали в термостате при 60°C.To 1 g of ground bone powder was added 25 ml of a solution of 4% (w / v) sodium hypochlorite and the powder solution was shaken at a rotation speed of 120 rpm for 24 hours to remove proteins present in the bone and to inactivate the prion, which causes spongiform encephalopathy cattle. To remove the solvent present in the deproteinized bone powder, 50 g of deionized water was added to 1 g of bone powder and the solution was shaken at 120 rpm for 72 hours, thereby freeing sodium hypochlorite remaining in the powder. At this time, deionized water was replaced with fresh deionized water every two hours in the first 12 hours and replaced with fresh deionized water every subsequent 12 hours. The bone powder washed with water was completely dried in a thermostat at 60 ° C.
Стадия термической обработкиHeat Treatment Stage
Обезжиренный, депротеинизированный и высушенный костный порошок термически обрабатывали при высокой температуре для удаления липидов и протеинов, оставшихся там. Температура электрической печи, используемой для термической обработки, повышалась при скорости 2°С/мин, и костный порошок термически обрабатывали при 600°C в течение 3 часов с последующим охлаждением в печи.Fat-free, deproteinized and dried bone powder was thermally treated at high temperature to remove lipids and proteins remaining there. The temperature of the electric furnace used for the heat treatment was increased at a rate of 2 ° C / min, and the bone powder was thermally treated at 600 ° C for 3 hours, followed by cooling in the furnace.
Стадия фильтрацииFiltration stage
Термически обработанный костный порошок фильтровали через фильтр, имеющий размер пор 215-425 мкм, и отфильтрованный костный порошок промывали несколько раз деионизированой водой для удаления мелких частиц, оставшихся на его поверхности, и затем высушивали в термостате при 60°C в течение 24 часов. Высушенный костный порошок собирали и использовали в качестве заменителя костного трансплантата.The thermally treated bone powder was filtered through a filter having a pore size of 215-425 μm, and the filtered bone powder was washed several times with deionized water to remove fine particles remaining on its surface, and then dried in an oven at 60 ° C for 24 hours. Dried bone powder was collected and used as a substitute for bone graft.
Костный порошок, полученный в вышеуказанных стадиях, анализировали с использованием сканирующего электронного микроскопа и, как результат, наблюдали гидроксиапатитные частицы, имеющие размер 50-80 нм, в костном порошке (фиг.1). Также, костный порошок анализировали с помощью XRD и, как результат, могли наблюдать, что в костном порошке образовалась чистая, низкокристаллическая апатитная фаза (фиг.2). Также из результатов анализа FT-IR было подтверждено, что костный порошок являлся низкокристаллическим карбонатапатитом, содержащим карбонатную группу, аналогичным кости человека (фиг.3).The bone powder obtained in the above steps was analyzed using a scanning electron microscope and, as a result, hydroxyapatite particles having a size of 50-80 nm were observed in the bone powder (FIG. 1). Also, bone powder was analyzed using XRD and, as a result, it was observed that a clean, low crystalline apatite phase formed in the bone powder (FIG. 2). It was also confirmed from FT-IR analysis that the bone powder was a low crystalline carbonatapatite containing a carbonate group similar to human bone (Fig. 3).
Пример 2: Приготовление композиции для замещения костного трансплантатаExample 2: Preparation of a bone graft replacement composition
К 100 г обессоленной воды добавляли 20 г гиалуроновой кислоты для образования вязкого раствора гиалуроновой кислоты, к которому затем добавляли 10 г костного порошка, приготовленного в примере 1, для получения инъецируемой пасты.To 100 g of demineralized water was added 20 g of hyaluronic acid to form a viscous solution of hyaluronic acid, to which was then added 10 g of bone powder prepared in Example 1 to obtain an injectable paste.
Пример 3: Определение костной проводимости заменителя костного трансплантатаExample 3: Determination of bone conduction of a bone graft substitute
Для оценки костной проводимости заменителя по изобретению костного трансплантата осуществляли определение костной проводимости для заменителя костного трансплантата, приготовленного в соответствии со способом примера 1, и коммерчески доступных костных заменителей Bio-Oss® и OsteoGraf® в качестве контрольных групп. В этом примере использовали новозеландских белых кроликов и формировали циркулярные дефекты, имеющие диаметр 8 мм, в костях черепа животных и затем имплантировали каждым из заменителя костного трансплантата, Bio-Oss® и OsteoGraf®/N гранулами. На 2 неделе и 4 неделе после имплантации приготавливали образцы ткани и проводили сравнительный анализ на костную проводимость на основании объема кости, образованного вокруг каждого заменителя костного трансплантата, и образования или отсутствия соединительных тканей.To evaluate the bone conductivity of the bone graft substitute of the invention, bone conductivity was determined for the bone graft substitute prepared according to the method of Example 1 and the commercially available bone substitutes Bio-Oss® and OsteoGraf® as control groups. In this example, New Zealand white rabbits were used and circular defects having a diameter of 8 mm were formed in the bones of the animal skulls and then implanted with each of the bone graft substitute, Bio-Oss® and OsteoGraf® / N pellets. At 2 weeks and 4 weeks after implantation, tissue samples were prepared and a comparative bone conductivity analysis was performed based on the volume of bone formed around each bone graft substitute and the formation or absence of connective tissue.
В результате, в тестируемых образцах, приготовленных на 2 неделе после имплантации трех заменителей кости, только соединительная ткань образовалась вокруг участков, имплантированных Bio-Oss® и OsteoGraf®/N, и образование новых костей с трудом наблюдалось вокруг имплантированных участков (фиг.4). С другой стороны, как показано на фиг.4(c), можно видеть, что образец, имплантированный заменителем костного трансплантата, приготовленного в примере 1, имел большее количество новых костей, образованных в нем (см. стрелку на фиг.4(c)).As a result, in test samples prepared 2 weeks after implantation of three bone substitutes, only connective tissue was formed around the areas implanted with Bio-Oss® and OsteoGraf® / N, and new bone formation was hardly observed around the implanted areas (Fig. 4) . On the other hand, as shown in FIG. 4 (c), it can be seen that the sample implanted with the bone graft substitute prepared in Example 1 had more new bones formed therein (see arrow in FIG. 4 (c) )
Фиг.5 показывает фотографии образцов ткани, образованных на 4 неделе после имплантации тремя заменителями кости. Как показано на фиг.5, в образцах ткани, имплантированных Bio-Oss® и OsteoGraf®/N, образовалось очень небольшое количество новых костей и преимущественно окруженных соединительными тканями, и, с другой стороны, в образцах ткани, имплантированных заменителем костного трансплантата, приготовленного в примере 1, большое количество новых костей было образовано и наращено вокруг заменителя костного трансплантата. Это предполагает, что заменитель костного трансплантата, приготовленный в соответствии с настоящим изобретением, имеет прекрасную костную проводимость по сравнению с таковой предшествующих заменителей костного трансплантата.Figure 5 shows photographs of tissue samples formed at 4 weeks after implantation with three bone substitutes. As shown in FIG. 5, very few new bones were formed in tissue samples implanted with Bio-Oss® and OsteoGraf® / N, mainly surrounded by connective tissues, and, on the other hand, in tissue samples implanted with a bone graft substitute prepared in example 1, a large number of new bones were formed and grown around a bone graft substitute. This suggests that the bone graft substitute prepared in accordance with the present invention has excellent bone conductivity compared to previous bone graft substitutes.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает способ приготовления свободного от приона заменителя костного трансплантата, содержащий обработку бычьей кости раствором гипохлорита натрия и представление обработанной кости высокотемпературной обработке, а также композицию, содержащую указанный заменитель костного трансплантата. Заменитель по изобретению костного трансплантата не вызывает иммунного ответа, поскольку он приготовлен путем эффективного удаления липидов и органических растворителей из бычьей кости, имеющей структуру, схожую со структурой кости человека. Также он имеет отличную костную проводимость, свободен от прионов и, следовательно, не имеет риска заражения губчатой энцефалопатией крупного рогатого скота. Согласно настоящему изобретению заменитель костного трансплантата, имеющий такие преимущества, может быть приготовлен аналогичным образом.As described above, the present invention provides a method for preparing a prion-free bone graft substitute, comprising treating bovine bone with sodium hypochlorite solution and presenting the treated bone to a high temperature treatment, as well as a composition containing said bone graft substitute. The bone graft substitute of the invention does not elicit an immune response because it is prepared by effectively removing lipids and organic solvents from bovine bone having a structure similar to that of a human bone. It also has excellent bone conduction, is free of prions and, therefore, has no risk of infection with bovine spongiform encephalopathy. According to the present invention, a bone graft substitute having such advantages can be prepared in a similar manner.
Хотя настоящее изобретение описано подробно со ссылками на специфические признаки, для специалиста в данной области очевидно, что данное описание представляется только для предпочтительного воплощения и не ограничивает объем настоящего изобретения. Таким образом, действительный объем настоящего изобретения будет определяться приведенной формулой изобретения и ее эквивалентами.Although the present invention has been described in detail with reference to specific features, it is obvious to a person skilled in the art that this description is presented only for a preferred embodiment and does not limit the scope of the present invention. Thus, the true scope of the present invention will be determined by the claims and their equivalents.
Claims (10)
(a) кипячение бычьей кости, из которой удалены компоненты крови, в деионизированой воде для удаления липидов и протеинов, и высушивание сваренной кости;
(b) измельчение высушенной кости, погружение и перемешивание перемолотого костного порошка в органическом растворителе;
(c) удаление органического растворителя и высушивание костного порошка;
(d) обработка высушенного костного порошка, из которого удален растворитель, раствором 2-20% гипохлорита натрия;
(e) удаление раствора гипохлорита натрия из костного порошка и высушивание результирующего костного порошка; и
(f) термическая обработка высушенного костного порошка при 600-1000°С в течение 1-6 ч для полного удаления липидов и протеинов.1. The method of preparation of prion-free bone graft substitute from bovine bone, comprising the following stages:
(a) boiling bovine bone, from which blood components have been removed, in deionized water to remove lipids and proteins, and drying the cooked bone;
(b) grinding the dried bone, immersing and mixing the ground bone powder in an organic solvent;
(c) removing the organic solvent and drying the bone powder;
(d) treating the dried bone powder, from which the solvent has been removed, with a solution of 2-20% sodium hypochlorite;
(e) removing the sodium hypochlorite solution from the bone powder and drying the resulting bone powder; and
(f) heat treatment of dried bone powder at 600-1000 ° C for 1-6 hours to completely remove lipids and proteins.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148975/15A RU2393819C1 (en) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Method of preparing prion-free bone graft substitute |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148975/15A RU2393819C1 (en) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Method of preparing prion-free bone graft substitute |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393819C1 true RU2393819C1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008148975/15A RU2393819C1 (en) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Method of preparing prion-free bone graft substitute |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393819C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642634C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-01-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ВестИнТех" | Method of bone processing for producing hydroxyapatite |
-
2006
- 2006-05-12 RU RU2008148975/15A patent/RU2393819C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642634C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-01-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ВестИнТех" | Method of bone processing for producing hydroxyapatite |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100842012B1 (en) | Metohd for Preparing Bone Grafting Substitute from Horse Bone | |
EP1453434B1 (en) | Tissue repair compositions and methods for their manufacture and use | |
US7785634B2 (en) | Bone graft materials derived from mineralized gelatin | |
EP1988853B1 (en) | Bone graft materials derived from mineralized gelatin | |
US9138508B2 (en) | Bone graft materials derived from mineralized gelatin | |
JP2002078791A (en) | Granular osteomineral product and method of treating combined defect of cartilage and bone using this osteomineral product | |
EP2139536A2 (en) | Porous orthapedic materials coated with demineralized bone matrix | |
KR101348335B1 (en) | Osteoconductive Bone graft and use thereof | |
WO2008102985A1 (en) | Bioactive apatite having dual structure and method for preparing the same | |
KR101348336B1 (en) | Osteoconductive Bone graft and use thereof | |
US8586099B2 (en) | Method for preparing a prion-free bond grafting substitute | |
Karalashvili et al. | Decellularized bovine bone graft for zygomatic bone reconstruction | |
KR20130115781A (en) | Natural bone regeneration material containing minerals derived from human bone | |
RU2393819C1 (en) | Method of preparing prion-free bone graft substitute | |
KR20170096525A (en) | Dental bone graft materials of biphasic calcium phosphate type composed of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate synthesized from the shell of abalone and Method therefor | |
KR100635385B1 (en) | Method for Preparing a Prion-free Bone Grafting Substitute | |
KR102209893B1 (en) | Bone grafting material from harts horn and antler, and method for preparing thw same | |
Alemi et al. | Effect of a nanocomposite containing ostrich eggshell on calvarium healing in the rabbit: a pathologic study | |
KR20230092515A (en) | Method for preparing xenograft bone graft material using cancellous bone derived from femur of horse | |
RU2517037C1 (en) | Method for preparing bone mineral component, and bone mineral component for filling and replacing bone defects | |
PL232501B1 (en) | Method for obtaining a transplant for regeneration of bone tissue, preferably human and the transplant for regeneration of bone tissue, preferably human | |
AU2002324854A1 (en) | Tissue repair compositions and methods for their manufacture and use | |
KR20120080475A (en) | Bone regeneration kit and amnufacturing method thereof |