專利名稱：高活性骨缺損修復(fù)材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用生物材料的制備方法，特別是一種高活性骨缺損修復(fù)材料的制備方法，所制備的材料可應(yīng)用于機(jī)體骨缺損的修復(fù)。
骨缺損常發(fā)生于各種外傷和腫瘤切除以后，臨床十分常見，但其修復(fù)目前尚沒有理想的人工材料。1988年Wang EA等成功地利用基因重組技術(shù)生產(chǎn)出人骨形成蛋白(BMP)，它可以很好地誘導(dǎo)間質(zhì)細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為骨組織。BMP多為粉劑或水劑，在體內(nèi)難以定型且易水解，無法正常修復(fù)骨缺損，因此，選用合適的載體顯得尤為重要。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，用PLA吸附BMP后，埋植到骨缺損部位，可以有效地誘導(dǎo)成骨，許建輝等人將聚乳酸(PLA)采用冷凍干燥法制成多孔材料，吸附BMP后植于骨缺損部位，誘導(dǎo)成骨效果明顯。但由于BMP為活性蛋白，用多孔材料吸附仍屬簡單擴(kuò)散。植入體內(nèi)后，BMP迅速與體液接觸擴(kuò)散，易被蛋白酶降解，不便在一定時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)揮全部功效。
BMP和PLA復(fù)合，一方面要求PLA降解速率和BMP誘導(dǎo)成骨速率相匹配；另一方面，由于BMP為生物活性蛋白，復(fù)合過程中，BMP活性易受影響，如活性降低或失活則將無法誘導(dǎo)形成骨組織。Miyamato等人報(bào)道了數(shù)種不同分子量的PLA與BMP復(fù)合的誘導(dǎo)成骨的性能，認(rèn)為分子量為650的PLA成骨性能較好，而大分子量PLA無明顯效果。然而分子量為650的PLA為液體，不便成型，難以產(chǎn)品化。
本發(fā)明以聚乳酸(PLA)為載體，在低溫下與骨形成蛋白(BMP)復(fù)合，制得高活性骨缺損修復(fù)材料。其制備方法是1、選擇聚乳酸，該聚乳酸在低溫下可以粉碎成粉末，至少在35℃以上有粘性，將該聚乳酸粉碎成粉末；2、在低溫下將骨形成蛋白和聚乳酸粉末按0.2％-2％(重量)的比例混合均勻；3、將上述混合物加熱到38℃以下，并壓制成所需形狀的骨缺損修復(fù)材料。
上述聚乳酸可以但不限于由甘油、聚乙二醇、多元醇或多羥基聚醚與丙交酯按摩爾比1∶5-50，在140-200℃條件下聚合5-48小時(shí)得到；也可以由兩種或兩種以上的聚乳酸熔融混合制得，其中至少一種聚乳酸粘均分子量低于5000。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是在低溫下制得的BMP/PLA植入物可達(dá)到緩慢釋放BMP，促進(jìn)骨組織的修復(fù)目的，具有良好的生物相容性，有效地避免了溶劑、高溫對(duì)BMP生物活性的影響，有效地保持了BMP的生物活性，誘導(dǎo)成骨效果顯著，可用于骨缺損修復(fù)，臨床應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將聚乙二醇(平均分子量600)與丙交酯按摩爾比1∶30混合，在200℃條件下聚合24小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該粉末和BMP按1000∶5比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織無炎癥，12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例2將聚乙二醇(平均分子量400)與丙交酯按摩爾比1∶20混合，在160℃條件下聚合48小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該粉末和BMP按100∶1比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織無炎癥，12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例3將甘油與丙交酯按摩爾比1∶10混合，在180℃條件下聚合36小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按1000∶2比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例4將甘油與丙交酯按摩爾比1∶50混合，在200℃條件下聚合10小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按1000∶8比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例5將季戊四醇(多元醇)與丙交酯按摩爾比1∶40混合，在180℃條件下聚合24小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例6將季戊四醇(多元醇)與丙交酯按摩爾比1∶30混合，在200℃條件下聚合5小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶1.5比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例7將三羥基的聚醚與丙交酯按摩爾比1∶30混合，在180℃條件下聚合36小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶2比例混合均勻，低溫下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例8將四羥基的聚醚與丙交酯按摩爾比1∶20混合，在200℃條件下聚合10小時(shí)得到聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶1.5比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例9將一種粘均分子量2000聚乳酸，與粘均分子量20000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均勻，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶1.8比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例10將實(shí)施例1中的聚乳酸，與粘均分子量20000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均勻，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
實(shí)施例11將實(shí)施例3中的聚乳酸，與粘均分子量15000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均勻，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，將其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低溫下，將該聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均勻，38℃以下壓制成一定形狀，植入骨缺損部位，三周后明顯骨形成，周圍組織基本無炎癥。12周后X光照片及硬組織切片表明成骨效果好。
權(quán)利要求
1.一種高活性骨缺損修復(fù)材料的制備方法，其特征是(1)選擇聚乳酸，該聚乳酸在低溫下可以粉碎成粉末，至少在35℃以上有粘性，將該聚乳酸粉碎成粉末；(2)在低溫下將骨形成蛋白和聚乳酸粉末按0.2％-2％(重量)的比例混合均勻；(3)將上述混合物加熱到38℃以下，并壓制成所需形狀的骨缺損修復(fù)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性骨缺損修復(fù)材料的制備方法，其特征是所述的聚乳酸由甘油、聚乙二醇、多元醇或多羥基聚醚與丙交酯按摩爾比1∶5-50，在140-200℃條件下聚合5-48小時(shí)得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性骨缺損修復(fù)材料的制備方法，其特征是所述的聚乳酸兩種或兩種以上的聚乳酸熔融混合制得，其中至少一種聚乳酸粘均分子量低于5000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高活性骨缺損修復(fù)材料的制備方法，其方法是選擇聚乳酸(PLA)，在低溫下將骨形成蛋白(BMP)和聚乳酸粉末按0.2％－2％(重量)比例混合均勻；將上述混合物加熱到38℃以下，并壓制成所需形狀的骨缺損修復(fù)材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在低溫下制得的BMP/PLA復(fù)合物植入生物體內(nèi)，可達(dá)到緩慢釋放BMP、促進(jìn)骨組織修復(fù)的目的，具有良好的生物相容性，有效地避免了溶劑、高溫對(duì)BMP生物活性的影響，有效地保持了BMP的生物活性，誘導(dǎo)成骨效果顯著，可用于骨缺損修復(fù)，臨床應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)A61L27/00GK1473629SQ0313225
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月7日
發(fā)明者胡勤剛, 沈健, 童昕, 陳強(qiáng), 黃相道, 林思聰, 壽衛(wèi)東, 喻春紅 申請(qǐng)人:南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院, 南京大學(xué)表面和界面化學(xué)工程技術(shù)研究中心