RU2504405C1 - Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения - Google Patents

Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2504405C1
RU2504405C1 RU2012143349/15A RU2012143349A RU2504405C1 RU 2504405 C1 RU2504405 C1 RU 2504405C1 RU 2012143349/15 A RU2012143349/15 A RU 2012143349/15A RU 2012143349 A RU2012143349 A RU 2012143349A RU 2504405 C1 RU2504405 C1 RU 2504405C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
casein
powder
hydroxyapatite
ratio
Prior art date
Application number
RU2012143349/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Любовь Константиновна Полежаева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛВЕК"
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 Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛВЕК" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛВЕК"
Priority to RU2012143349/15A priority Critical patent/RU2504405C1/ru
Priority to PCT/RU2013/000072 priority patent/WO2014058343A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2504405C1 publication Critical patent/RU2504405C1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/195Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group
    • A61K31/197Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group the amino and the carboxyl groups being attached to the same acyclic carbon chain, e.g. gamma-aminobutyric acid [GABA], beta-alanine, epsilon-aminocaproic acid or pantothenic acid
    • A61K31/198Alpha-amino acids, e.g. alanine or edetic acid [EDTA]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/01Hydrolysed proteins; Derivatives thereof
    • A61K38/012Hydrolysed proteins; Derivatives thereof from animals
    • A61K38/018Hydrolysed proteins; Derivatives thereof from animals from milk
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/1703Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • A61K38/1709Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/12Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/227Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/42Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix
    • A61L27/425Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix of phosphorus containing material, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58Materials at least partially resorbable by the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P41/00Drugs used in surgical methods, e.g. surgery adjuvants for preventing adhesion or for vitreum substitution
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/112Phosphorus-containing compounds, e.g. phosphates, phosphonates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/20Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/21Acids
    • A61L2300/214Amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/20Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/252Polypeptides, proteins, e.g. glycoproteins, lipoproteins, cytokines
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2400/00Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/06Flowable or injectable implant compositions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицины, а именно к инъекционным биорезорбируемым составам биокомпозиционных материалов, предназначенных для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, в качестве материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани, применяемых в травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии. Инъекционный биокомпозиционный материал содержит биологический гидроксиапатит, гидрофосфат кальция, аминокислоту-аргинин, а также фосфопротеин (казеин), выделенный из обезжиренного молока, а в качестве отвердителя - глутаровый альдегид. Технический результат заключается в получении биорезорбируемого материала, обладающего биосовместимостью и выраженными остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами. 2 н.п. ф-лы, 1 пр.

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к инъекционным биорезорбируемым составам биокомпозиционных материалов, предназначенных для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, в качестве: материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани и может найти применение в травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии.
Кальций фосфатные цементы получают на основе реакционно-твердеющей порошковой смеси (РПС) двух и более фосфатов кальция и затворяющей жидкости (ЗЖ). Исходный порошок представляет смесь кислых и основных фосфатов. При добавлении в смесь ЗЖ компоненты начинают взаимодействовать между собой через жидкую фазу по механизму растворения-осаждения с образованием нейтральных (рН7) фосфатов. В качестве исходной смеси (S. Tagaki, L.C. Chow, К. Ishikawa, «Formation of hydrohyapatite in new calcium phosphate cements», Biomaterials, 19 (1998), pp 1593-1599) использовали трикальций фосфат в сочетании с гидроксидом кальция или карбонатом кальция, аморфный фосфат кальция с гидроксидом кальция, дикальций фосфат с гидроксидом кальция или карбонатом кальция. В качестве ЗЖ применяли водные растворы гидроксида натрия или двухзамещенного ортофосфата натрия. При смешении смеси порошков фосфата кальция с ЗЖ образуется тестоподобная масса, которая со временем схватывается до образования прочного гидроксиапатитового цементного камня, состоящего из кристаллического гидроксиапатита (ГА).
Предложенные материалы могут быть использованы в качестве цементных паст для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Недостатком данных материалов является низкая прочность- менее 8МПа.
Известен, в частности, фосфатный цемент (В,В Самускевич, Н.Х. Белоус, Л.Н. Самускевич, А.А. Дорышевская водного затворения на основе гидроксиапатита термообработанного дигидрофосфата кальция. Неорганические Материалы, 2000, т.36, №9, с.1148-1152), состоящий из смеси порошков гидроскиапатита (ГА) и термообработанного дигидрофосфата кальция, в качестве ЗЖ используется вода. При добавлении затворяющей жидкости компоненты смеси реагируют друг с другом с образованием аморфной массы, которая в процессе схватывания превращается в кристаллический ГА.
Существенным недостатком данного материала является низкая прочность - не более 30 МПа и быстрое время схватывания-2-3 мин. Быстрое схватывание и низкая прочность не позволяют формировать костные имплантанты сложной конфигурации, залечивать костные дефекты большой площади и объема.
Из RU 2292867, 10.02.2007 известен кальций фосфатный цемент, обладающий повышенной прочностью. Известный цемент (материал) используется для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов из реакционно-твердеющей смеси, содержащей порошок гидроксиапатита, дикальций фосфат, трикальций фосфат, а в качестве затворяющей жидкости содержит раствор фосфатов магния и фосфатов калия в фосфорной кислоте, при этом содержание компонентов в реакционно-твердеющей смеси составляет, мас.%:
Гидроксиапатит - 15,0-75,0
Дикальций фосфат - 10,0-60,0
Трикальций фосфат - 15,0-75,0
содержание компонентов в затворяющей жидкости составляет, мас.%:
Фосфат магния - 15,0-75,0
Фосфат калия - 3,5-25,0
Количество затворяющей жидкости (ЗЖ) (мл) к количеству реакционно-твердеющей смеси (РПС) (г) должно быть в пределах 0,25-0,65 (ЗЖ(мл)/ (РПС(г)=0,25-0,65. Время схватывания изменяется от 6 до 35 мин.
Однако данный материал не обладает необходимой биоактивностью, остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами.
Технической задачей данного заявленного изобретения является получение биодеградируемого материала для замещения дефектов костной ткани, обладающей необходимой биосовместимостью и выраженными остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами.
Многолетний клинический опыт применения костнозамещающих материалов определил основные предъявляемые к ним требования:
- имплантационные материалы должны быть биосовместимыми с организмом реципиента;
- по химическому составу структуре и свойствам должны быть близки к составу костных тканей;
- материал не должен изменять химический состав в зоне контакта с организмом;
- обладать способностью замещения дефектов в жидком или вязкотекущем состоянии сложной анатомической формы, неоднородных по строению и структуре;
Инъекционный биокомпозиционный материал по изобретению содержит биологический гидроксиапатит, фосфорнокислый кальция, аминокислоту-аргинин, а также фосфопротеин (казеин), выделенный из обезжиренного молока, а в качестве отвердителя глутаровый альдегид.
Поставленная техническая задача достигается группой изобретения, в которую входит остеогенный биорезорбируемый материал и способ получения его.
Итак, поставленная техническая задача достигается остеогенным биорезорбируемым материалом для замещения дефектов костной ткани, обладающий биосовместимостью, биоактивностью, остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами, выполненный из композиции, включающей в качестве наполнителя биологический гидроксиапатит с размером частиц 1-40 мкм, фосфорнокислый кальций, аминокислоту-аргинин, раствор казеина в 5%-ном водном растворе аммиака при соотношении 1:4, отвердитель глутаровый альдегид, при следующем соотношении исходных компонентов, в мас%:
порошок гидроксиапатита с размером частиц 1-40 мкм - 13,9-14,1
фосфорнокислый кальций - 7,8-8,5
аминокислота-аргинин - 0,9-1,1
раствор казеина в 5%-ном водном растворе аммиака
при соотношении 1:4 - 65-75
глутаровый альдегид - 1,9-2,1
Экспериментально было доказано, что размер частиц наполнителя не более 40 мкм играет решающую роль в скорости растворения компонентов, а, следовательно, оказывает влияние на время затвердевания материала. Размер порошка нужно регулировать для того, чтобы минимизировать различия в скорости растворения, а именно, порошок с размерами частиц более 40 мкм и с площадью удельной поверхности порядка 40-50 м2/г растворяется медленно, тогда как порошок с размерами частиц менее 40 мкм и с площадью удельной поверхности порядка 70-90 м2/г растворяется быстро. Кроме того было установлено, что при использовании порошков с размерами частиц менее 40 мкм полученная пластичная масса при добавлении аммиачного раствора казеина и глутарового альдегида характеризуется однородностью и временем схватывания от 6 до 35 мин, тогда как при использовании порошков с размерами частиц более 40 мкм, полученная пластичная масса неоднородна и время схватывания составляет более 40 мин.
Предлагаемые интервалы соотношения компонентов фосфорнокислого кальция и аминокислоты-аргинина определяются областью гомогенизации апатитной фазы и вариациями элементного состава костной ткани.
Решающим фактором выбора аргинина является его возможность вступать в реакции полимеризации при добавлении полимеров, таких как аммиачный раствор казеина. При концентрации аргинина менее 0,9% реакция полимеризации проходит медленно. При добавлении в состав аргинина более 1,1% происходит агломерация частиц порошка, что затрудняет процесс приготовления порошковой фазы, а также приводит к повышению значения pH материала до 8,5-9,0, что недопустимо для биосовместимых материалов, для которых pH не должно превышать 8,0.
Известно, что соотношение Ca/Р в костной ткани человека составляет 1,67. При разработке материала расчет его компонентов зависел от того насколько близко соотношение компонентов в материале к соотношению Ca/Р в костной ткани человека. Поскольку, получаемый гидроксиапатит из костной ткани крупного рогатого скота часто бывает кальцийдефицитным, то, при изготовлении материала, каждая партия используемого в нем гидроксиапатита, предварительно исследовалась на рентгенофлюоресцентном спектрометре на элементный анализ. По результатам этого анализа в рамках предлагаемого диапазона содержания компонентов материала подбиралось его оптимальное количество, отвечающее соотношению Ca/P=1,67 в костной ткани человека.
Применение аммиачного раствора казеина в соотношениях 65-75 мас% необходимо для получения инжектируемой пасты, соотношение менее 65 масс.% не дает возможности получения однородной инжектируемой массы. Соотношение более 75% приводит к низкой устойчивости материла к вымыванию телесной жидкостью.
Использование глутарового альдегида в соотношении менее 1,9 масс.% в качестве отвердителя не приводит к быстрому затвердеванию материала, поскольку полученный материал характеризуется вязко-текучим состоянием. Использование же глутарового альдегида в соотношении более 2,1 масс.% не возможно, поскольку полученный материал рассыпается и теряет пластичность.
Поставленная техническая задача достигается также и способом получения биорезорбируемого материала для замещения дефектов костной ткани.
Способ получения биорезорбируемого материала для замещения костной ткани заключается в следующем, сначала получают порошок биологического гидроксиапатита с размером частиц 1-40 мкм из деминерализованных костей крупного рогатого скота, который перемешивают с 1%-ным водным раствором аминокислоты-аргинином, далее готовят связующее на основе фосфопротеина-казеина путем растворения порошка его в 5%-ном водном растворе аммиака при соотношении 1:4 и смешения полученной гомогенной вязкой массы с 3%-ным раствором гидрофосфата кальция в 10%-ном водном растворе ортофосфорной кислоты, взятым в количестве 125 мл на 1 л растворенного казеина, после этого смешивают полученное связующее на основе казеина с приготовленной смесью порошка гидроксиапатита с аргинином при интенсивном перемешивании их и к полученной вязкой массе фосфатного цемента добавляют отвердитель глутаровый альдегид непосредственно перед использованием его.
В качестве биологического гидроксиапатита для приготовления биорезорбируемого материала по изобретению используют биологический гидроксиапатит (порошок) из деминерализованных костей крупного рогатого скота (например в 1М растворе соляной кислоты с последующим осаждением, например 5М раствором гидроксида натрия, фильтрованием и термической обработкой при температуре, в частности 830°C. Получают порошок с размером частиц не более 40 мкм (1-40 мкм).
В качестве аминокислоты, в частности используют 2-амино-5-гуанидиновалериановую кислоту (аргинин).
Казеин, относящийся к группе фосфопротеинов, получается в результате взаимодействия обезжиренного молока с 5% аскорбиновой кислотой при непрерывном помешивании; протеин осаждается в виде глобул. Температура осаждения 37°-39°; кислотность массы должна соответствовать pH=4,6-4,8. Кислоту добавляют в течение 8-10 мин. После осаждения выпавший осадок перемешивают 10-15 мин. Для лучшего уплотнения промывают 3-4 раза дистиллированной водой при температуре 25-30°.
Полученный осадок высушивается при температуре 25-30° в течение 24 часов и измельчается. Далее для применения фосфопротеина (казеин) в качестве связующего в цементе готовится 5% водный раствор аммиака для его растворения при следующих соотношениях компонентов: 1 вес.ч. фосфопротеина и 4 вес.ч. аммиака. После его растворения и получения гомогенной вязкой массы далее добавляется 3% раствор гидрофосфата кальция, растворенного в 10% растворе ортофосфорной кислоты, в количестве 125 мл СаНР04 на 1 л растворенного фосфопротеина.
Подготовка исходных компонентов для наполнителя включала в себя получение фракций порошка гидроксиапатита с размерами частиц от 1-40 мкм. Эта операция заключалась в просеивании порошка через сита соответствующих размеров. Далее в порошок гидроксиапатита добавлялся раствор аргинина (% масс. приведены выше) при интенсивном перемешивании. Далее смесь высушивалась при температуре 40-60°C в течение 10-15 минут. Это приготовление наполнителя. Сушка наполнителя при температуре ниже 40°C приводит к более длительному времени обработки, а при температуре выше 60°C идет разложение аминокислоты. К полученной порошковой массе добавляется раствор фосфопротеина при интенсивном перемешивании, а далее 2-8% раствор глутарового альдегида в соотношении 0,5:1:0,2 соответственно. Материал схватывается через 3 минуты и застывает через 15-20 минут. При добавлении полимерного протеина меньше 1 порошок цемента не проявляет эластичных свойств и рассыпается. Добавление же более 1 приводит к длительному времени схватывания порядка 40 минут и расслаиванию системы.
Изобретение иллюстрируется следующим примером, не ограничивающим объем притязаний.
Пример.
Для получения образца цемента, использовали следующее соотношение компонентов, в мас%:
порошок гидроксиапатита с размером частиц 1-40 мкм - 14,1
фосфорнокислый кальций - 8,2
аминокислота-аргинин - 1,0
раствор казеина в 5%-ном водном растворе аммиака
в соотношении 1:4 - 74,8
глутаровый альдегид - 1,9
Порошок гидроксиапатита с размером частиц 1-40 мкм и 1% раствор аргинина перемешивают в шаровой мельнице в течение 60 минут. Для формирования цемента непосредственно перед употреблением к полученному порошку добавляют смесь раствора казеина в 5%-ном водном растворе аммиака в соотношении 1:4 и раствора гидрофосфата кальция в ортофосфорной кислоте и интенсивно перемешивают в течение 1-2 мин, далее к полученному вязкому материалу для быстрого отверждения добавляется глутаровый альдегид при интенсивном перемешивании и материалом сразу же заполняется костный дефект. Время схватывания составляет 3 мин, а отверждения 15-20 мин.
Разработанный инъекционный биорезорбируемый материал для замещения костной ткани, после заполнения дефектов костной ткани образует материал, являющийся аналогом неорганической составляющей натуральной кости, и обладающий биосовместимостью, биоактивностью остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами, благодаря чему он постепенно замещается натуральной костной тканью, эффективно восстанавливая имеющиеся дефекты.
Результаты испытаний показали, что в отличие от известных цементов предлагаемые цементы обладают полной биосовместимостью с костной тканью, биодеградируемостью, создают условия уменьшения в необходимости пересадки костной ткани и общей длительности хирургического вмешательства.
В целях выяснения биодеградирующих свойств материала, его влияния на регенерацию костных клеток, остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств были проведены исследования на 20 крысах женского пола породы «Wistar» в возрасте 3-х месяцев. Был проведен комплекс лабораторных исследований, в том числе определены необходимые биохимические показатели, выполнялись рентгенологические исследования РКТ и также готовились и изучались гистологические препараты окружающих материал тканей.
В ходе исследования материал показал себя как биосовместимый, биодеградируемый, обладающий выраженными остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами. В конечном итоге материал является мощным стимулятором остеогенеза, что подтверждается рентгенологическими, гистологическими и биохимическими методами исследования.

Claims (2)

1. Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения дефектов костной ткани, обладающий биосовместимостью, биоактивностью, остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами, выполненный из композиции, включающей в качестве наполнителя порошок биологического гидроксиапатита с размером частиц 1-40 мкм, фосфорнокислый кальций, аминокислоту-аргинин, раствор казеина в 5%-ном водном растворе аммиака при соотношении 1:4, отвердитель глутаровый альдегид, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:
порошок гидроксиапатита с размером частиц 1-40 13,9-14,1 фосфорнокислый кальций 7,8-8,5 аминокислота-аргинин 0,9-1,1 раствор казеина в 5%-ном водном растворе аммиака в соотношении 1:4 74,2-75 глутаровый альдегид 1,9-2,1
2. Способ получения биорезорбируемого материала для замещения дефектов костной ткани по п.1, заключающийся в том, что сначала получают порошок биологического гидроксиапатита с размером частиц 1-40 мкм из деминерализованных костей крупного рогатого скота, который перемешивают с 1%-ным водным раствором аминокислоты-аргинином, далее готовят связующее на основе фосфопротеина-казеина путем растворения порошка его в 5%-ном водном растворе аммиака при соотношении их 1:4 и смешение полученной гомогенной вязкой массы с 3%-ным раствором гидрофосфата кальция в 10%-ном водном растворе ортофосфорной кислоты, взятым в количестве 125 мл на 1 л растворенного казеина, после этого смешивают полученное связующее на основе казеина со смесью гидроксиапатита с аргинином при интенсивном перемешивании их и к полученной вязкой массе фосфатного цемента добавляют отвердитель глутаровый альдегид непосредственно перед использованием биорезорбируемого материала.
RU2012143349/15A 2012-10-10 2012-10-10 Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения RU2504405C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143349/15A RU2504405C1 (ru) 2012-10-10 2012-10-10 Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения
PCT/RU2013/000072 WO2014058343A1 (ru) 2012-10-10 2013-02-01 Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143349/15A RU2504405C1 (ru) 2012-10-10 2012-10-10 Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2504405C1 true RU2504405C1 (ru) 2014-01-20

Family

ID=49947920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012143349/15A RU2504405C1 (ru) 2012-10-10 2012-10-10 Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2504405C1 (ru)
WO (1) WO2014058343A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553368C1 (ru) * 2014-05-19 2015-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ МАСТЕРСКИЕ" Федерального медико-биологического агентства Способ замещения костной ткани
RU2741015C1 (ru) * 2020-03-26 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Способ получения остеопластического дисперсного биокомпозита
RU2762511C1 (ru) * 2021-04-29 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр» Композиция биорезорбируемого 3d-матрикса для восстановления дефектов костной ткани

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5782971A (en) * 1991-06-28 1998-07-21 Norian Corporation Calcium phosphate cements comprising amorophous calcium phosphate
RU2325170C1 (ru) * 2006-12-08 2008-05-27 Федеральное государственное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ФГУ "ЦИТО им. Н.Н. Приорова Росздрава") Биокомпозиционный материал для остеопластики
RU2342162C1 (ru) * 2005-10-27 2008-12-27 Саващук Дмитрий Алексеевич Способ получения биоматериалов из костной ткани и полученный этим способом материал для остеопластики и тканевой инженерии

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5782971A (en) * 1991-06-28 1998-07-21 Norian Corporation Calcium phosphate cements comprising amorophous calcium phosphate
US5782971B1 (en) * 1991-06-28 1999-09-21 Norian Corp Calcium phosphate cements comprising amorophous calcium phosphate
RU2342162C1 (ru) * 2005-10-27 2008-12-27 Саващук Дмитрий Алексеевич Способ получения биоматериалов из костной ткани и полученный этим способом материал для остеопластики и тканевой инженерии
RU2325170C1 (ru) * 2006-12-08 2008-05-27 Федеральное государственное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ФГУ "ЦИТО им. Н.Н. Приорова Росздрава") Биокомпозиционный материал для остеопластики

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553368C1 (ru) * 2014-05-19 2015-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ МАСТЕРСКИЕ" Федерального медико-биологического агентства Способ замещения костной ткани
RU2741015C1 (ru) * 2020-03-26 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Способ получения остеопластического дисперсного биокомпозита
RU2762511C1 (ru) * 2021-04-29 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр» Композиция биорезорбируемого 3d-матрикса для восстановления дефектов костной ткани

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014058343A1 (ru) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5907656B2 (ja) ストロンチウム化合物を含むフィブリン組成物
TWI399226B (zh) 外科用骨水泥及其製造方法
KR102160719B1 (ko) 주사성, 생분해성 골시멘트 및 이를 제조 및 사용하는 방법
Kim et al. Setting properties, mechanical strength and in vivo evaluation of calcium phosphate-based bone cements
RU2407552C2 (ru) Инъецируемый композитный материал, пригодный для использования в качестве заменителя костной ткани
KR20030084891A (ko) 반응성 칼슘포스페이트 나노입자를 함유하는 생체적합성시멘트, 그 제조방법 및 용도
US20120207839A1 (en) Mineralized Collagen/Bioceramic Composite and Manufacturing Method Thereof
KR20110000636A (ko) 골 이식재 및 이의 용도
JP2008539916A (ja) 生体活性骨セメント及びその製造方法
CN103961741A (zh) 一种磷酸钙类骨修复材料及其制备方法
RU2504405C1 (ru) Остеогенный биорезорбируемый материал для замещения костных дефектов и способ его получения
RU2494721C1 (ru) Биосовместимый костнозамещающий материал и способ получения его
RU2553368C1 (ru) Способ замещения костной ткани
RU2617050C1 (ru) Биоактивный композиционный материал для замещения костных дефектов и способ его получения
CN106620843A (zh) 一种具有生物活性和抑菌性的复合骨水泥及制备方法和应用
RU2552943C1 (ru) Биодеградируемый материал для замещения костной ткани
RU2477120C2 (ru) Способ получения цемента брушитного типа для замещения костных дефектов
CA2701908C (fr) Substitut osseux comprenant un agent de contraste, son procede de preparation et ses utilisations
Buitrago-Vásquez et al. Degradation, mater uptake, injectability and mechanical strength of injectable bone substitutes composed of silk fibroin and hydroxyapatite nanorods
RU2508131C2 (ru) Отверждаемый биокомпозиционный материал для замещения костных дефектов
KR20210114702A (ko) 뼈 재생을 위한 말뼈 분말을 함유한 수산화인회석 시멘트 및 그 제조방법
RU2824989C1 (ru) Остеопластический материал для замещения дефектов костной ткани
US9066969B2 (en) Ceramic biocomposite for bone regeneration
JP2020521597A (ja) 石灰化組織代替物の製造方法
CN115554468B (zh) 含生物活性玻璃的骨水泥及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141011