專利名稱：無機(jī)生物活性骨修復(fù)填充材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種具有特殊組成和結(jié)構(gòu)非晶態(tài)固體的生物活性的無機(jī)骨修復(fù)填充材料，其應(yīng)用于修復(fù)因各種原因?qū)е碌墓侨睋p。
背景技術(shù)：
生物玻璃(Bioglass)是在70年代初由美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的Hench教授最早開始研制的骨修復(fù)用生物活性材料，經(jīng)過20多年的前期基礎(chǔ)及性能的完善，在90年代經(jīng)美國(guó)食品及藥品監(jiān)督管理局(FDA)正式批準(zhǔn)應(yīng)用于骨、齒科臨床，用于修復(fù)因各種原因?qū)е碌墓侨睋p，并取得良好的治療效果。經(jīng)過十多年的臨床應(yīng)用，證明無機(jī)生物活性材料具有良好的骨修復(fù)功能，用于牙周缺損修復(fù)、頜骨囊腫摘除后骨缺損填沖、牙槽脊增高及人工種植牙根周圍固定，這些產(chǎn)品在臨床應(yīng)用中收到良好的治療效果。在后來的研究中還發(fā)現(xiàn)，無機(jī)生物活性材料不僅具有同骨組織形成牢固的化學(xué)結(jié)合(骨性結(jié)合)的特性，同時(shí)與軟組織也具有很好的結(jié)合性，并可促進(jìn)皮膚等軟組織的再生，經(jīng)過大量的前期研究，開發(fā)了用于治療各種皮膚潰瘍、燒傷、口腔潰瘍、糖尿病性潰瘍及婦科宮頸糜爛等疾病的皮膚創(chuàng)面愈合的無機(jī)生物活性材料產(chǎn)品，并完善了產(chǎn)品的制作工藝?，F(xiàn)在所采用的材料組成、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝均比較以前有了關(guān)鍵性的突破和創(chuàng)新性的改進(jìn)，為本項(xiàng)目的成功實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。無機(jī)生物活性材料是一種具有特殊組成和結(jié)構(gòu)非晶態(tài)固體生物醫(yī)學(xué)材料。該材料的高生物化學(xué)活性，在水溶液中材料表面會(huì)發(fā)生快速的離子交換反應(yīng)，最終在材料表面形成類似于人體骨組織的碳酸羥基磷灰石(HCA)層，HCA層對(duì)于材料植入骨組織缺損處后可以在較短時(shí)間內(nèi)同活的骨組織形成化學(xué)鍵合起到關(guān)鍵性的作用。生物玻璃可以在材料界面誘發(fā)特殊的生理響應(yīng)，從而導(dǎo)致材料與組織之間形成化學(xué)結(jié)合，材料和無機(jī)生物活性材料與骨結(jié)合的過程歸納為如下12個(gè)步驟I.體液中的H+(或H3O+)離子與玻璃表面的Na+發(fā)生離子交換；2.玻璃表面硅羥團(tuán)(^ Si-OH)形成；3.娃輕團(tuán)相互聚合E Si-0Η+Η0-Si ■ Si-O-Si =；4. Ca2+、PO43' CO廣、0H_離子吸附在材料表面附近，并以無定形磷酸鹽形式析出；5.晶化形成碳酸羥基磷灰石(Caltl(P04，C03)6(0H)2，HCA)；6.各種生理物質(zhì)吸附于HCA層；7.巨卩遼細(xì)胞活動(dòng)(action of microphages)；8.成骨干細(xì)胞(osteoblast stem cells)附著；9.成骨細(xì)胞同步增殖和分化(Synchronised proliferation anddifferentiation)；10.基質(zhì)生成；
11.基質(zhì)晶化；12.新骨生長(zhǎng)。骨祖細(xì)胞在材料植入骨內(nèi)48小時(shí)后進(jìn)入無機(jī)生物活性材料表面的HCA層(第六步)，并開始分泌出各種與骨修復(fù)有關(guān)的因子，激發(fā)成骨細(xì)胞的有絲分裂和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的生成(第十步)。完成骨基質(zhì)的晶化(礦化)(第十一步)；骨細(xì)胞在膠原纖維和HCA構(gòu)成的骨基質(zhì)中成熟化，最終形成新生骨組織(第十二步)，這一步驟完成需要6-12天。研究表明，上述第八、九、十一步驟對(duì)于無機(jī)生物活性材料與宿主骨界面形成新骨非常關(guān)鍵，無機(jī)生物活性材料直接通過基因控制來調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的誘導(dǎo)和發(fā)展，而骨祖細(xì)胞周期的基因控制的生理性結(jié)果是成骨細(xì)胞的迅速增殖和分化；其臨床治療結(jié)果便是骨缺損被新生骨組織完全填充。這一過程實(shí)際上也是一個(gè)組織工程化人工骨的形成和修復(fù)骨缺損的過程?，F(xiàn)有的骨科修復(fù)產(chǎn)品中TTCP (Tetracalcium phosphate):產(chǎn)品規(guī)格粉末；應(yīng)用領(lǐng)域骨科、齒科、整形外科；理化性質(zhì)比重3. lg/cc，強(qiáng)度120-200Mpa，溶解度難溶于水，溶于稀鹽酸，Ca/P 2. 0，結(jié)晶構(gòu)造單斜晶系；HAP(Hydroxyapatite),產(chǎn)品規(guī)格粉末、多孔顆粒、塊狀(非標(biāo)定型)產(chǎn)品；應(yīng)用 領(lǐng)域骨替代材料、整形和整容外科、齒科、層析純化、補(bǔ)鈣劑；理化性質(zhì)熔點(diǎn)1650°C，比重3. 16g/cm，溶解度:0. 4ppm, Ca/P :1. 67結(jié)晶構(gòu)造六角晶系；TCP (Tricalcium phosphate),產(chǎn)品規(guī)格粉末、多孔顆粒、塊狀(非標(biāo)定型)產(chǎn)品；應(yīng)用領(lǐng)域骨科、齒科、補(bǔ)鈣劑；理化性質(zhì)無嗅，熔點(diǎn)1670°C，比重3. 14g/cm, Ca/P
I.50，結(jié)晶構(gòu)造四角晶系、六角晶系。溶解度不溶于水、乙醇、乙酸，溶于稀鹽酸或硝酸；以上產(chǎn)品生物活性低，植入體內(nèi)難以與自體骨愈合，大大影響修復(fù)效果。本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，專門針對(duì)硬組織修復(fù)，提供一種配方合理，性能穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單的無機(jī)生物活性骨修復(fù)填充材料，通過配料、高溫熔融、球磨、篩分等過程最終得到本產(chǎn)品。應(yīng)用于骨、齒科以修復(fù)肢體骨及頜骨缺損。在非受負(fù)荷的骨缺陷處單獨(dú)或與自體骨和異體異源骨混合使用；髖白和長(zhǎng)骨缺損以及脊柱骨穩(wěn)定和融合時(shí)的缺陷；因囊腫、腫瘤或損傷導(dǎo)致的骨組織丟失的再生；骨折引起的缺陷，骨折、骨不連、骨遲連的愈合。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種具有特殊組成和結(jié)構(gòu)非晶態(tài)固體的生物活性的無機(jī)骨修復(fù)填充材料，其特征是該材料由 SiO2 41% -49%, Na2O 20% -25%, CaO 20% -25%, P2O5 5% -7%組成。本發(fā)明無機(jī)生物活性骨修復(fù)填充材料按以下工藝步驟加工(I)、配料將 Si02、Ca。、Na2O, P2O5 按照引入物分析純 Si02、CaCO3> Ca3 (PO4) 2、Na2CO3 重量比400 363 152 418進(jìn)行組合配料。(2)高溫熔融將配料攪混均勻，放入鉬金坩堝中，放置在升降爐中800°C保溫30分鐘后升至1350°C下保溫60分鐘熔融至形成均勻的熔融液。(3)冷卻將上述熔融液緩慢倒入冷卻液中進(jìn)行冷卻。(4)干燥篩分將冷卻的產(chǎn)物進(jìn)行干燥，球磨篩分出90微米到710微米之間的顆粒。(5)分裝根據(jù)規(guī)格進(jìn)行雙層分裝。(6)滅菌通過環(huán)氧乙烷滅菌，檢測(cè)無菌。(7)解析進(jìn)行環(huán)氧乙烷解析，達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1. 一種具有特殊組成和結(jié)構(gòu)非晶態(tài)固體的生物活性的無機(jī)骨修復(fù)填充材料，其特征是該材料由 Si02 41% -49%,Na20 20% -25%,CaO 20% -25%,P205 5%-7%組成。具有高生物化學(xué)活性，在水溶液中材料表面會(huì)發(fā)生快速的離子交換反應(yīng)，最終在材料表面形成類似于人體骨組織的碳酸羥基磷灰石(HCA)層，HCA層對(duì)于材料植入骨組織缺損處后可以在較短時(shí)間內(nèi)同活的骨組織形成化學(xué)鍵合起到關(guān)鍵性的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特殊組成和結(jié)構(gòu)非晶態(tài)固體的生物活性的無機(jī)骨修復(fù)填充材料，其特征是該材料由SiO2 41％-49％，Na2O 20％-25％，CaO 20％-25％，P2O5 5％-7％組成。本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，專門針對(duì)硬組織修復(fù)，提供一種配方合理，性能穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單的無機(jī)生物活性骨修復(fù)填充材料。
文檔編號(hào)A61K6/033GK102631701SQ20111028908
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者廖書輝 申請(qǐng)人:廖書輝