一種新型可降解骨植入物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)用骨植入器械領(lǐng)域，尤其涉及一種新型可降解骨植入物及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)骨組織出現(xiàn)骨折、疾病等損傷時，需要進行骨植入。骨植入物主要有自體骨植入 物、同種異體骨植入物和生物材料骨植入物。前兩者因為數(shù)量有限，臨床應(yīng)用受到限制。目 前，臨床上常用生物材料制成的骨植入物，這種生物材料包括不可降解和可降解材料。不可 降解材料如不銹鋼、鈦合金、PEEK等制成的骨植入物，因在體內(nèi)不可降解而需二次手術(shù)取 出。另外金屬骨植入物容易造成應(yīng)力遮擋等問題，PEEK材料雖然力學(xué)與骨組織差不多，但磨 削掉落的顆粒容易造成炎癥等并發(fā)癥?？山到獠牧先鏟GA、PLLA、鎂合金等制成的骨植入物， 其植入后的降解產(chǎn)物均對組織產(chǎn)生不良影響。另外，可降解的生物陶瓷骨植入物，因其脆性 大，彎曲強度不足等缺點，在臨床應(yīng)用上受到了一定的限制。
[0003] 融合器是臨床上常見的一種骨植入物，近年來關(guān)于可降解融合器的研究非常多， 該類融合器主要是用純鎂、鎂合金、聚乳酸或其共聚物、生物陶瓷等制成。例如，中國專利 201310388513.X公布了一種椎間融合器，由聚-DL-乳酸、聚-L-乳酸/乙醇酸共聚物、羥基磷 灰石和磷酸三鈣制成，具有高強度、良好的骨誘導(dǎo)活性，能在體內(nèi)完全降解吸收，但仍存降 解速率偏慢、降解產(chǎn)物呈酸性等問題。
[0004] 中國專利201410073104.5公開了一種降解速率可控的脊柱融合器，其組分及重量 百分比為:無機生物陶瓷1 %-10%，鎂或鎂合金10 %-80%，其余為可降解高分子聚合物，可 降解高分子材料涂覆在表面，使其降解速率可控。
[0005] 基于此，設(shè)計開發(fā)出一種力學(xué)性能良好、可完全降解吸收且降解速率與新骨生長 匹配、高骨性融合率的骨植入物，是近年來研究追求的目標(biāo)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型可降解骨植入物及其制備方法，采取了加壓制備 后放置在恒溫恒濕柜處理，并在骨植入物中加入可降解金屬。本發(fā)明的可降解骨植入物還 包括可降解高分子涂層，通過調(diào)節(jié)涂層的厚度來控制骨植入物的降解速率。使骨植入物擁 有高骨性融合率，能夠完全降解吸收。本發(fā)明的可降解骨植入物包括含硅化合物，在降解過 程中，骨植入物表面會產(chǎn)生富Si-O-Si的多孔凝膠層。在硅凝膠層表面會產(chǎn)生大量帶負(fù)電荷 的Si-ΟΗ，與不同種類的蛋白質(zhì)通過氫鍵和離子胺鍵(-Si-O-H 3N+-)結(jié)合形成高密度的蛋白 吸附，從而促進細(xì)胞外響應(yīng)。此外，硅凝膠層能夠與降解形成的金屬離子產(chǎn)生螯合作用，降 低金屬離子在體液中的游離度，減輕這些離子異常增多產(chǎn)生的毒性，從而提高生物相容性， 促進骨性融合。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種新型可降解骨植入物，所述骨植入物由粉劑和液劑混合加壓后凝固制成，所 述粉劑由以下組分組成：32-70wt %的磷酸鹽、28-65wt %的金屬氧化物和l-15wt %的含娃 化合物，所述液劑與粉劑的液固比為〇. 1-0.5ml/g。
[0009] 本發(fā)明的目的還可以通過以下的技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)：
[0010] 優(yōu)選的，所述磷酸鹽包括磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鈣、磷酸二氫銨的一 種或其混合物。
[0011]優(yōu)選的，所述金屬氧化物包括氧化鎂、三氧化二鋁、氧化鐵、三氧化二鐵、四氧化三 鐵、氧化鋅或氧化鋯。
[0012] 優(yōu)選的，所述的粉劑還包括可降解促粘接材料。
[0013] 優(yōu)選的，所述可降解促粘接材料包括蜂蠟、透明質(zhì)酸鈉、骨膠、糖類或其衍生物。
[0014] 優(yōu)選的，所述含硅化合物包括二氧化硅和/或硅酸鹽。
[0015] 優(yōu)選的，所述磷酸鹽還包括磷酸鈣，所述的磷酸鈣包括α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣的 一種或其混合物。
[0016] 優(yōu)選的，所述液劑包括去離子水、氯化鈉溶液、磷酸溶液的一種或其混合物。
[0017]優(yōu)選的，所述骨植入物還包括可降解的金屬框架或金屬內(nèi)支撐，所述可降解的金 屬包括純鎂或鎂合金。
[0018] 優(yōu)選的，所述骨植入物還包括可降解高分子材料，所述可降解高分子材料包括聚 乙醇酸、聚乳酸或其共聚物。
[0019] -種新型可降解骨植入物的制備方法，步驟如下：
[0020] a.將所述粉劑和液劑按0.1-0.5ml/g比例混合攪拌后得到糊狀物；
[0021] b ·將糊狀物注入模具中，并保持注射壓力2 5atm;
[0022] c.待糊狀物固化后脫模，得到骨植入物；
[0023] d.將骨植入物放置在溫度37°C、濕度50-100%的恒溫恒濕柜中2 24h。
[0024] 優(yōu)選的，在所述步驟a之前，先將所述可降解的金屬加工成絲、條、框或網(wǎng)狀，并放 入模具。
[0025] 優(yōu)選的，在所述步驟c和d之間還包括以下步驟：
[0026] (1)將所述的可降解高分子材料溶于有機溶劑中獲得溶液A;
[0027] (2)采用噴涂法或者浸涂法將溶液A涂覆于骨植入物表面，骨植入物表面涂層厚度 約0.01_2mm。
[0028] 優(yōu)選的，在所述步驟a之前，先將可降解高分子材料預(yù)先加入粉劑中，并混合均勻。
[0029] 同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點與進步如下：
[0030] 1.本發(fā)明的可降解骨植入物在降解過程中，表面會產(chǎn)生多孔凝膠層，在硅凝膠層 表面會形成高密度的蛋白吸附，從而促進細(xì)胞外響應(yīng)。此外，硅凝膠層能夠與金屬離子產(chǎn)生 螯合作用，降低金屬離子在體液中的游離度，減輕這些離子異常增多產(chǎn)生的毒性，從而提高 生物相容性，促進骨性融合。
[0031] 2.本發(fā)明的可降解骨植入物在注入模具過程中采取了加壓措施，并將脫模后的骨 植入物放置在恒溫恒濕柜處理，使得所獲得的可降解骨植入物具有良好的力學(xué)性能。
[0032] 3.本發(fā)明的可降解骨植入物還包括可降解金屬，可降解金屬被加工成絲、條、框或 網(wǎng)狀均勻分布于骨植入物中，可進一步提升可降解骨植入物的力學(xué)性能。
[0033] 4.本發(fā)明的可降解骨植入物在降解過程中，會產(chǎn)生適量的鎂離子，可以促進骨組 織生長。此外，本發(fā)明的可降解骨植入物還可通過控制高分子涂層的含量或厚度，控制骨植 入物的降解速率，以匹配骨組織生長。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的Φ 3x3可降解骨填充顆粒示意圖。
[0035] 圖2為本發(fā)明的含鎂合金框架的可降解融合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖3為本發(fā)明的含純鎂條的可降解融合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖4為本發(fā)明的含聚乳酸涂層的可降解融合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖5為本發(fā)明的含聚乙醇酸填料的可降解骨棒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。
[0040] 本發(fā)明的粉劑和液劑示例性配方如下：
[0041] 配方①：
[0042] 按以下重量百分比(wt%)配制粉劑： KH2P04 45%； MgO 41%；
[0043] Si02 8%； 蔗糖 4%; β -Tcp 2%；
[0044] 液劑為去離子水，粉劑和液劑的液固比為0.2ml/g。
[0045] 配方②：
[0046]按以下重量百分比(wt % )配制粉劑： Ca (H2P04) 2 40%； ZnO 45%；
[0047] NH4H2P04 5%； 45S5 5%； 葡萄糖 5%;
[0048]液劑為生理鹽水，粉劑和液劑的液固比為0.22ml/g。
[0049] 配方③：
[0050]按以下重量百分比(wt%)配制粉劑： NaH2P04 40%； FeO 40%；
[0051 ] NH4H2P04 6%； Na2Si03 8%； 骨膠 6%;
[0052] 液劑為磷酸溶液，粉劑和液劑的液固比為0.