复合珊瑚羟基磷灰石人工骨及其制备方法

摘要

本发明涉及一种复合珊瑚羟基磷灰石人工骨及其制备方法，其特点是：包括珊瑚羟基磷灰石CHA骨条、重组人骨形态发生蛋白－2和缓释剂几丁糖溶液，所述珊瑚羟基磷灰石CHA骨条为支架，重组人骨形态发生蛋白－2和缓释剂几丁糖溶液制成的混合液吸附在前述骨条支架上；重组人骨形态发生蛋白－2简称rhBMP－2。本发明的突出优点在于将rhBMP－2应用于临床，由于rhBMP－2具有良好的骨诱导和骨传导双重作用，因此本发明比自体骨移植的骨愈合速度更快、愈合率更高，是理想的自体骨移植替代材料。

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种复合珊瑚羟基磷灰石人工骨及其制备方法，属于医疗用品技术领域。

背景技术

人工骨移植是一个古老而又新鲜的课题，从自体骨移植发展到异体骨移植、人工骨移植，历史有300多年，现在已经发展到分子水平，即骨组织工程学。组织工程学开始于80年代，骨组织工程开始于90年代。就目前的发展情况来说，骨组织工程包括三个基本要素：分别为支架材料、生长因子和种子细胞。人工骨移植，属于组织工程学的一部分，已由单一要素的实验或应用发展到复合材料的联合应用。

技术内容

本发明需要解决的技术问题是提供复合珊瑚羟基磷灰石人工骨及其制备方法，该人工骨具有骨诱导和骨传导双重作用。

本发明的技术问题可以通过采取如下措施解决：复合珊瑚羟基磷灰石人工骨，其特点是：包括珊瑚羟基磷灰石CHA骨条、重组人骨形态发生蛋白-2和缓释剂几丁糖溶液，所述珊瑚羟基磷灰石CHA骨条为支架，重组人骨形态发生蛋白-2和缓释剂几丁糖溶液制成的混合液吸附在前述骨条支架上；重组人骨形态发生蛋白-2简称rhBMP-2。

本发明技术问题还可以通过采取如下措施解决：

一条成品人工骨所需重组人骨形态发生蛋白-2、缓释剂几丁糖溶液量分别为5mg～20mg、2ml～4ml。

所述CHA骨条为中山大学地质系研制的珊瑚羟基磷灰石骨条，经过“热液交换反应”，保持海珊瑚孔隙率不变、其无机成分与骨松质相同。

如前所述的复合珊瑚羟基磷灰石人工骨的制备方法，其特点是：

1)量取5mg～20mg的rhBMP-2、2ml～4ml的1％几丁糖，将两者混合后用磁力搅拌器拌均匀，形成混合溶液；再将预制好的珊瑚羟基磷灰石CHA骨条浸入上述溶液中，在低温负压使溶液的有效成分吸附到前述CHA骨条的孔隙中；

2)用环氧乙烷消毒薄膜封口，在37℃下消毒，4℃冰箱保存备用，制成一条复合珊瑚羟基磷灰石人工骨。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的突出优点在于将rhBMP-2应用于临床。由于骨形态形成蛋白BMP是目前唯一肯定具有诱导成骨作用的生长因子，BMP包括16-20个不同的蛋白，其中BMP-2活性最强，经纯化得到高纯度的人BMP-2即为rhBMP-2，因此，将本发明具有良好的骨诱导和骨传导双重作用，是理想的自体骨移植替代材料。

2、本发明的另一突出优点是使用了缓试剂几丁糖，由于几丁糖具有抑制细菌生长的作用，因此，本发明特别适用于感染、污染处骨移植，肿瘤切除后的骨损处的骨移植。

3、由于rhBMP-2是具有诱导成骨作用的生长因子生长，因子缓试剂几丁糖本具有抑制细菌生长的作用，因此本发明比自体骨移植的骨愈合速度更快、愈合率更高。

优选实施例

实施例1：包括预制珊瑚羟基磷灰石CHA骨条、重组人骨形态发生蛋白-2和缓释剂几丁糖溶液，所述珊瑚羟基磷灰石CHA骨条为支架，重组人骨形态发生蛋白-2和缓释剂几丁糖溶液制成的混合液吸附在前述骨条支架上；重组人骨形态发生蛋白-2具有骨诱导作用、简称rhBMP-2。制备程序如下：

1)量取15mg的rhBMP-2、3ml 1％几丁糖，将两者混合后用磁力搅拌器拌均匀，形成混合溶液；再将预制好的珊瑚羟基磷灰石CHA骨条浸入上述溶液中，在低温负压使溶液的有效成分吸附到前述CHA骨条的孔隙中；    

2)用环氧乙烷消毒薄膜封口，在37℃下消毒，4℃冰箱保存备用，制成一条复合珊瑚羟基磷灰石人工骨。

所述CHA骨条为中山大学地质系研制的珊瑚羟基磷灰石骨条，保持海珊瑚孔隙率不变、其无机成分与骨松质相同。

本发明的临床应用方法如下：

按自体骨移植的方法做好手术前的各项准备工作，在手术过程中，对于四肢长骨部位，将本发明制备的人工骨条从消毒袋中取出来，在无菌状态下操作，添在植骨部位；同时抽取自体红骨髓10ml涂于植骨处，其他操作与自体骨移植程序。对于脊柱或不规则骨处，直接应用本发明人工骨移植，无需经骨髓。术后的处理同自体骨移植手术。

珊瑚羟基磷灰石：磷灰石应用于骨移植已有百年历史，随着海洋科学的发展，人们发现海珊瑚的微孔结构与人的松骨结构极其相似，并通过实验证明，生物相容性良好，但体内降解快，难以控制。将海珊瑚经过“经过热液交换反应”后，使海珊瑚在保持原有孔隙率不变的情况下，成分转变为羟基磷灰石CHA，使客观存在的降解速度下降。这样海珊瑚不但孔隙率与人体松质骨极其相似，而且无机成份也相似。1975年国外有人将CHA植入狗的股骨、胫骨中进行动物实验并取得较好效果。我国国内，张志光于1990年、曾融生于1991年将珊瑚以骨移植材料应用于临床，取得了较好的效果。

骨形态形成蛋白(BMP)是目前唯一肯定具有诱导成骨作用的生长因子。动物实验证明BMP为促进骨愈合的有效因子。而后，人们开始了天然BMP的临床应用。但由于BMP的提取工艺复杂、提取量有限、纯度不高，使它的应用受到限制。随着分子生物学的发展，克隆技术的出现，人们逐渐了解到人的BMP是一个大家庭，包括16-20个不同的蛋白，并发现BMP-2活性最强。而后试将BMP的生产放到实验室。赵明于1994年在国际上最先完成人BMP-2成熟肽在大肠感菌的基因表达。经纯化得到高纯度的人BMP-2，即为rhBMP-2。

几丁糖(壳丁糖)证明为生物相容性良好、无毒副作用、可在体内降解的良好缓试剂。1997年以来几丁糖作为大庆霉素的缓释剂。

种子细胞是骨愈合的一个重要因素。它包括骨髓源性干细胞分子的种子细胞，骨膜、骨质来源的种子细胞成骨效应良好。许多学应用种子细胞进行了动物实验和临床应用。我国的张伯勋、梁雨田、卢世壁于1996年、1999年做了骨髓源性干细胞治疗骨缺损的动物实验和临床应用研究。郑承泽于1996年做了骨髓+多孔磷酸三钙治疗骨缺损21例疗效满意。尹庆水于1995年开始羟基磷灰石CHA+自体红骨髓治疗骨缺损动物实验。

实施例2：特点是：将20mg的rhBMP-2放入1％几丁糖4ml中，用磁力搅拌器拌均匀，形成混合溶液；再将预制好的珊瑚羟基磷灰石CHA骨条浸入上述溶液中，在低温负压使溶液的有效成分吸附到前述CHA骨条的孔隙中。其余同实施例1。

实施例3：特点是：将10mg的rhBMP-2放入1％几丁糖2.5ml中，用磁力搅拌器拌均匀，形成混合溶液；再将预制好的珊瑚羟基磷灰石CHA骨条浸入上述溶液中，在低温负压使溶液的有效成分吸附到前述CHA骨条的孔隙中。其余同实施例1。

实施例4：特点是：将5mg的rhBMP-2放入1％几丁糖2ml中，用磁力搅拌器拌均匀，形成混合溶液；再将预制好的珊瑚羟基磷灰石CHA骨条浸入上述溶液中，在低温负压使溶液的有效成分吸附到前述CHA骨条的孔隙中。其余同实施例1。