[发明专利]一种用于脊柱内固定术螺钉的药物涂层及制备和应用

说明书

技术领域

本发明属临床内固定螺钉的药物涂层及制备和应用领域，特别是涉及一种用于脊柱内 固定术螺钉的药物涂层及制备和应用。

背景技术

目前市场上有很多脊柱内固定产品系列，不论那个产品，螺钉是每个产品的基本组件。 骨与螺钉接触面的生物力学特性：如抗疲劳、抗拔出力、抗扭转等决定脊柱内固定稳定的 好与坏。影响骨与螺钉接触面生物力学特性的有：螺钉的材料、螺钉的长度、螺钉的直径、 螺钉的螺距、螺钉的螺纹、螺钉柄的外形、患者的骨密度。

脊柱内固定的松动或脱出是常见的并发症，特别是在骨质量比较差的患者中。不论在 尸体或者在动物实验中轴向抗拔出力被广泛应用来评估脊柱内固定稳定与否。要增加骨与 螺钉接触面的抗拔出力可以通过以下几种方法：1)改变螺钉的设计，有实验证明V型柱 型、V型锥型螺定的抗拔力最好；2)增加螺钉的长度和/或直径，但是却增加了相应的风 险如：椎弓根骨折、损伤椎体前面的神经和血管、损伤螺钉周围的神经和血管；3)改变 骨质量，如在钉道中注入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，这样能提高螺钉的固定强度，但 也相应的带来风险如PMMA泄漏到椎管中，同时使用PMMA的过程中产生40～100℃高 温而损伤周围组织，同时给翻修造成困难，增加手术风险和延长手术时间，另外在钉道中 注入硫酸钙骨水泥等。

目前提高骨质量药物有三类：一类是作用于破骨细胞如A、B、C、D等几类药物，它 们主要通过作用破骨细胞来减少骨的丢失；第二类是作用成骨细胞，如E、F、G、H等几 类药物，此类药物通过作用于成骨细胞，增加骨密度及骨量；第三类是骨矿化药物，用于 防止骨质疏松的基础用药，有I、J等几类。

A类药物是不被酶分解的化合物，不发生生物降解，主要通过作用于破骨细胞，其作 用机制可能有3个方面：①直接影响破骨细胞的形态学，干扰成骨细胞的功能；②在骨表 面形成一个浓度梯度，干扰其它细胞对破骨细胞的激活；③改变骨基质的活性，从而影响 基质对破骨细胞的最终激活。A类药物共分为3代，现在使用的是第3代，第3代药可使骨质 量增加，骨转换率下降，增加骨量的同时保持新形成骨骼的质量，从而降低骨折危险性， 治疗仅三个月腰椎BMD即有升高为4.9％。J类药物通过促进小肠和肾小管对钙的吸收促进 骨形成，同时又能刺激骨吸收。最新研究表A类药物与J类药物联合应用能明显提高骨质量。

为提高椎弓根螺钉或钢板螺钉抗拔出力目前的研究热点在改变螺钉的设计、增加螺钉 的直径，在钉道内注入骨水泥，所有这些研究都有相应的缺点，到目前为止，在整个脊柱 内固定产品的研发中，还没有一家公司关注于药物螺钉的研发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于脊柱内固定术螺钉的药物涂层及制备和 应用，本发明的药物涂层螺钉不会增加术者的手术难度，在相同抗拔力的情况下可以减少 螺钉的直径，这样可以减少直径大的螺钉带的风险，如椎弓根骨折，螺钉周围神经的损伤， 在治疗脊柱病的同时可以增加患者骨质量并治疗患者骨关节炎；该药物涂层工艺简单，成 本低，经济效益友好，具有良好的应用前景。

本发明的一种用于脊柱内固定术螺钉的药物涂层，其特征是：药物涂层厚度为30～300 微米，内外均匀。

所述的药物选自雌激素类、选择性雌激素受体调节剂类、双磷酸盐类、降钙素类、维 生素类中的两种或两种以上的混合物，两种药物的质量比为20～80∶20～80；

所述的药物为双磷酸盐类与其他药物的混合物，其他药物选自雌激素类、选择性雌激 素受体调节剂类、降钙素类、维生素类中的一种或几种的混合物，双磷酸盐类与其他药物 的质量比为20～80∶20～80；

所述的双磷酸盐类为伊班膦酸盐或阿伦膦酸钠；选择性雌激素受体调节剂类为雷洛昔 芬；降钙素类为密盖息或益钙宁；维生素类为维生素D、维生B12、维生K或维生E；

所述的药物涂层能够以恒定的速率释放药物且持续释放15-21天以上。

本发明的一种用于脊柱内固定术螺钉的药物涂层的制备，包括步骤：

(1)螺钉表面处理

用超声波处理螺钉5～8分钟，浸泡于100％的氢氟酸HF中20分钟，然后浸泡在75～80 ℃的过氧化氢和去离子水的混合溶液中5～10分钟，最后用蒸馏水冲洗；

(2)螺钉表面纤维蛋白原涂层的准备