[发明专利]含纳米羟基磷灰石/胶原微粒的骨修复材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含纳米羟基磷灰石/胶原微粒的可注射型骨修复材料及其 制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种天然生物多糖，来源广泛，无细胞毒性、生物相容性好且没 有抗原性，可吸收，易于加工，在生物医学领域已用于人工皮肤、可吸收缝线、 止血海棉、防粘连剂及药物缓释胶囊等。

根据壳聚糖溶液离子之间的相互作用力，2000年，chenite等人(A Chenite，C Chaput，D Wang，et al.Novel injectable neutral solutions of chitosan from biodegradable gels in situ.Biomaterials，2000， 21：2155-2161)开发出温敏性壳聚糖水凝胶。具体做法是壳聚糖水溶液中加入多 元醇盐如β-甘油磷酸钠(GP)，在氢键、静电相互作用和疏水相互作用的协同 下，壳聚糖溶液在室温条件下保持液态，而温度升高到体温时则转变为下凝胶 (壳聚糖/GP)。这种凝胶复合物由于具有温度敏感的特性，可以用作药物及生长 因子缓释载体的研究，并在Long-Evans大鼠皮下成功构建可注射性的组织工 程化软骨。2005年，Hoemann等人(Hoemarm CD，Sun J，Buschmann MD，et al. Tissue engineering of cartilage using an injectable and adhesive chitosan-based-cell delivery vehicle.Osteoarthritis Cartilage，2005， 13：318-329)改进了壳聚糖/GP体系，以壳聚糖、β-甘油磷酸钠、葡糖胺为原 料，通过调节溶液的温度及pH值也制备出温敏性壳聚糖水凝胶，并与经乙基纤 维素混悬的原代小牛软骨细胞一起注射到裸鼠背部皮下构建组织工程化软骨， 同时将没有携带细胞的壳聚糖水凝胶直接注射到兔的关节缺损部位进行缺损修 复的实验，术后1周观察发现，该材料的植入对软骨缺损有一定的修复作用， 但未做长时间作用效果的观察。2006年，第三军医大学的王东武等人(王东武， 杨柳，段小军等.可注射温固化支架复合异体软骨细胞修复关节软骨缺损的实验 研究.重庆医学，2006；35(12)：1082-1084)将壳聚糖/甘油磷酸钠水凝胶与异体 软骨细胞复合后注射到兔关节软骨缺损区进行了修复实验，取得了较好的软骨 缺损修复效果。但单纯的壳聚糖/甘油磷酸钠水凝胶不具有骨缺损修复效果。

本发明涉及一种用于骨修复的矿化多肽材料。其微结构为附着钙磷盐晶体 的多肽纤维的三维网络，其中的纤维由包裹着纳米钙磷盐晶体的多肽组成。其 中多肽的氨基酸序列具有重复的Gly-X-Y结构，其中Gly代表甘氨酸，X、Y分 别为甘氨酸之外的任何一种氨基酸，其中纳米钙磷盐晶体可以为羟基磷灰石、 二水合磷酸氢钙等。本发明的矿化多肽材料，成份和结构接近天然骨，其钙磷 盐晶体为纳米尺寸，具有良好的生物活性、生物相容性和生物降解性，可促进 骨再生，并随新骨的生成最终降解。解决了以往骨材料存在病毒隐患和免疫反 应，在治疗骨缺损和骨折等骨修复中可达到自体骨的效果，具有优异的骨诱导 性能(200610112992.2)。但单纯的矿化多肽材料呈微粒状，不是一种可注射 原位成型的骨修复材料，应用不方便。本发明涉及的矿化多肽材料由北京奥精 医药科技有限公司提供，主要成分是纳米羟基磷灰石/胶原，商品名称nHAC。

冯庆玲等公布了一种海藻酸钙基可注射原位固化骨修复材料的制备方法。 按质量比取去离子水加入磷酸钠和海藻酸钠粉末充分搅拌，得到海藻酸钠溶液； 往所述海藻酸钠溶液中加入纳米羟基磷灰石/胶原(n HAC)微粒，充分搅拌得到 粘稠悬浊液；加入硫酸钙微粒，充分搅拌后，即得到所述海藻酸钙基可注射原 位固化骨修复材料。所得液态可注射骨修复材料具有优异的可注射性，2小时 内即可原位固化，能够显著促进骨缺损的修复(200610144009.5)。本发明是 一种壳聚糖基的可注射溶胶-凝胶骨修复材料，能够在37摄氏度生理pH环境 下自发转变成凝胶，具有温度和pH双重敏感性，而海藻酸基的溶胶凝胶体系对 温度不敏感，如果不加入固化剂硫酸钙微粒，不能在生理环境下自发转变成凝 胶，与之相比，本专利公开的方法能在10min内即形成凝胶，凝胶速度更快， 使用起来更方便。

发明内容