[发明专利]生物活性多孔骨移植植入物

说明书

技术领域

本公开内容大体上涉及骨移植物材料，以及将此材料用作骨组织再生长的植入物的方法。更具体而言，本公开内容涉及适用于骨组织再生和/或修复的各种形式的生物活性多孔骨移植植入物，以及使用方法。

背景技术

临床应用中的骨移植材料有助于骨的愈合的作用已经记录了多年。然而，当前可用的大多数骨移植材料不能带来使这些材料在重建外科手术中进行常规治疗应用所需的预期结果。因此，可产生可靠且一致的结果的形成骨组织植入物的改进的骨移植材料仍是需要且期望的。

近年来，为了识别产生理想骨移植植入物和贡献带来成功骨组织生长的作用机制的理论所需的关键特征，对骨移植材料进行了深入研究。至少一个最近的研究提出了成功的骨组织支架应考虑待治疗的骨的物理化学性质、形态和降解动力。(Bonetissueengineering:frombenchtobedside(骨组织工程学：从工作台到床边)，Woodruff等人，MaterialsToday,15(10):430-435(2012))。根据该研究，需要多孔性来允许血管化，且期望的支架应当具有带针对细胞附着、转移、增殖和变异而优化的表面性质的多孔的互连孔网络。同时，支架应当为生物相容的，且允许营养物和新陈代谢废物的流动输送。重要的是支架能够提供可控的生物降解速度来与细胞和/组织生长和成熟互补。最后，模拟和/或定制支架的外部尺寸和形状来允许针对单独患者的定制配合的能力具有相等的重要性。

Woodruff等人还提出了支架的降解速率必须与骨组织形成、重构和成熟的速率相容。最近的研究显示出初始骨组织向内生长并未与组织成熟和重构相同。根据该研究，大多数当前的骨移植植入物构成为一旦出现新组织就降解，且在新骨组织能够成熟更快的速率下，导致了不太期望的临床结果。

其它研究人员强调了作为理想骨移植植入物的核心特征的不同方面。例如，很多人相信植入物针对新的细胞活动提供足够的结构支承或机械完整性的能力是实现临床成果的主要因素，而其它强调多孔性作用关键特征。促进骨的血管再形成、愈合和重构的多孔性、孔径和孔径分布的作用很久以来都被认作是成功骨移植植入物的重要影响因素。许多研究已经提出了实现骨移植成功的多孔性和孔径分布的理想范围。然而，在示出临床结果时，具有针对新骨生长的正确结构和结构完整性或具有所需的多孔性和孔分布的生物相容骨移植物并未单独地确保良好的临床结果。从该研究集合体清楚的是，理想骨移植植入物应当拥有结构和功能特征的组合，其随时间前进协同作用来允许骨移植植入物支持生物活性和有效作用机制。

当前可用的骨移植植入物不足满足这些要求。即，许多骨移植植入物趋于存在前文提到的一个或更多个问题，而其它可具有不同的负面相关的并发症或不足。此移植植入物的一个实例为自体移植植入物。自体移植植入物具有可接受的物理和生物性质，且呈现出对于骨生长适合的机械结构和完整性。然而，使用自体的骨需要患者经历多次或延长的外科手术，因此增加了患者处于麻醉下的时间，且导致较大的疼痛，增大了感染和其它并发症的风险，以及供体部位的病症。

当提到合成骨移植替代物时，很快扩张的种类由基于硫酸钙、羟磷灰石和磷酸三钙的产物构成。不管是可注射水泥、块或片形式，都得到了这些材料选择是临床应用的有效的安全骨移植替代物的记录。最近，例如生物活性玻璃(BAG)的新材料变为自然的骨衍生的移植物材料的日益可行的备选物或补充物。相比于自体移植植入物，这些新的合成植入物具有避免患者上的疼痛和本身有风险的取得程序的优点。另外，这些合成的非骨衍生材料的使用可减小疾病传播的风险。类似于自体移植和异体移植的植入物，这些新的人工植入物可用作促进骨再生长的骨引导支架。优选地，移植植入物可吸收，且最终用新的骨组织替换。