[发明专利]一种骨支架材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于骨损伤修复的骨支架材料及其制备方法与应用。

背景技术

脱钙骨基质(Demineralized bone matrix，DBM)主要由胶原构成的，是骨在去 除无机成分后所留下的一种有机支架材料，目前在临床上作为骨修复材料已经得到了 一定的应用。然而，脱钙骨基质的机械强度太差，在移植后很容易发生塌缩，大大影 响修复效果(Gebhart and Lane，Acta Orthop Belg，57：130-143.)。而且由于 在处理过程中，内含的生长因子如骨形态发生蛋白-2(Bone morphogenetic protein-2，BMP-2)很容易失活，所以BMP-2需要额外加载，但脱钙骨基质与BMP-2的 结合能力不够强，BMP-2很容易从材料中扩散出去，这不利于有效的利用BMP-2，而 且扩散的BMP-2对机体也有潜在的风险(Chen et al.，Biomaterials 28：1027-1035.； Yao et al.，Biomaterials 27：1608-1616.)。

发明内容

本发明的一个目的是提供了一种骨支架材料及其制备方法。

本发明所提供的骨支架材料是在脱钙骨基质上交联肝素得到的复合物(HC-DBM)。

所述脱钙骨基质可直接从商业途径获得，或用离体的松质骨按照现有的方法进行 制备。

所述复合物中，所述肝素与所述脱钙骨基质的比例为(1.5-2.5)ug肝素：1mg 脱钙骨基质。

本发明所提供的上述骨支架材料制备方法，是将肝素交联到脱钙骨基质上得到骨 支架材料。

该方法中，所述肝素可按照如下方法交联到脱钙骨基质上：以N-(3-二-甲基氨丙 基)-N9-乙基碳二亚胺(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)作为交联剂，将所述肝素交联 到所述脱钙骨基质上。

其中，所述肝素和所述脱钙骨基质以1/25-1/10比例进行交联，优选为1/15。所 述肝素和所述N-羟基丁二酰亚胺(NHS)用量的比例可为1.25/1-2.5/1，优选为1.67/1。 所述N-(3-二-甲基氨丙基)-N9-乙基碳二亚胺(EDC)和所述脱钙骨基质用量的比例可 为1/25-1/10，优选为1/15。

所述肝素交联到所述脱钙骨基质上的反应条件可为30℃-40℃反应3.5-6小时。 其中，所述肝素交联到脱钙骨基质上的具体反应条件为37℃反应4小时。

在上述骨支架材料上复合骨形态发生蛋白-2(BMP-2)得到的复合物(HC-DBM/ BMP-2)也属于本发明的保护范围。

本发明将肝素交联到脱钙骨基质上，利用交联的肝素来结合骨形态发生蛋白-2 (BMP-2)，这样，BMP-2与脱钙骨基质就成为一个有机整体，一方面脱钙骨基质的多 孔结构很适合于骨细胞的生长，另一方面又可以利用BMP-2的诱骨活性诱导骨的再生， 这样就形成了一个活性的骨修复材料。与此同时，交联可以使得材料的机械强度得到 提高，使得材料在移植后，能够抵抗更高的压力，从而能够保持伤口的形状以及材料 的结构，这点对于骨再生是很重要的。

实验证明，与脱钙骨基质相比，本发明的骨支架材料HC-DBM的压缩模量提高7 倍，同时与BMP-2的结合能力提高了3-5倍。在大鼠皮下包埋实验中，等量的BMP-2 分别加载到DBM与HC-DBM上得到复合物DBM/BMP-2和HC-DBM/BMP-2，结果表明 HC-DBM/BMP-2无论在成骨速度以及成骨总量上，都要高于DBM/BMP-2，这对于有效利 用BMP-2，节约成本以及减少过量BMP-2的扩散对身体的潜在危害，都有重要的意义。 本发明的骨支架材料可用于制备骨支架。

附图说明

图1为DBM和HC-DBM压缩模量的测量结果

1＝DBM，2＝HC-DBM

图2为DBM和HC-DBM在不同浓度的BMP-2溶液中，所吸附BMP-2能力的分析结果

1＝DBM，2＝HC-DBM

图3为HC-DBM及由其得到的HC-DBM/BMP-2 2周时各个组织切片的VON COSSA染色结 果，及钙化面积与碱磷酶活性统计分析

A为包埋第一天的DBM/BMP-2的组织切片

B为包埋第一天的HC-DBM/BMP-2的组织切片