[发明专利]用静电纺丝法制造含可生物降解纤维的骨再生材料的方法

说明书

需要一种使用静电纺丝法有商业效率的制造骨再生用材料的新方法、以及以该方法制造的新的骨再生用材料，所述骨再生用材料在PLGA所组成的生物可分解性纤维中含有磷酸钙粒子。根据本发明，在捏合机中加热PLGA树脂，使其软化至树脂的黏度达到10²～10⁷Pa·s。一边使捏合机的叶片旋转一边投入磷酸钙微粒粉体，藉此混合粉体与软化的PLGA树脂，使捏合机的叶片在前述加热状态下持续旋转，藉此对前述混合物施加热能与机械能进行混炼，以打碎磷酸钙微粒的凝集，进而制备出磷酸钙微粒分散在PLGA树脂中的复合体。而后于溶剂中溶解前述复合体并搅拌既定时间，使PLGA树脂完全被溶剂溶解、且磷酸钙微粒未凝集的分散在溶解了PLGA树脂的溶液中，而制备成纺丝溶液。再透过使用该纺丝溶液进行静电纺丝来制造出一种磷酸钙微粒大致均匀地分散在其中的生物可分解性纤维。

技术领域

本发明系关于一种由利用静电纺丝法制造之生物可分解性纤维组成的骨再生用材料，以及用于制造骨再生用材料的方法。

背景技术

在骨再生医疗的领域，会将聚乳酸(PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)等生物可分解性树脂作为基质树脂，再将骨形成因子加入其中而制成骨再生用材料，并将其植入骨缺损处。骨再生用材料会在被植入体内后与体液接触而被分解，其所含有的骨形成因子被缓慢释放并且随着时间经过被吸收至体内而消失，因此可在得到骨形成效果的同时减少对患者的负担。

为了让骨再生用材料在被植入人体内后发挥骨形成活性，基质树脂会被要求能作为支架(scaffold)承载骨形成因子并能缓慢释放骨形成因子。磷酸钙，特别是β相的磷酸三钙(β-TCP)，因具有优良的骨形成活性而适合作为骨形成因子使用。由于基于β-TCP的骨吸收、置换需要数个月的时间，因此期望基质树脂会在与体液接触后在初期就开始水解缓慢释放磷酸钙并持续一定的时间，随后迅速的被分解吸收进而消失。

近年来，兴起将含有骨形成因子的生物可分解性纤维作为骨再生用材料使用，而静电纺丝法被采用为制备上述生物可分解性纤维的方法。静电纺丝法是一种利用电场产生的静电引力吸引纺丝溶液，并由喷嘴以细纤维状射出使其堆积至收集器上的方法，因此调配出可以用该种方法纺丝的纺丝溶液是一个重要的课题。

可挠性、棉绒状奈米复合物作为复合性缺陷的骨替代材料之体内及体外评估(Invivo and in vitro evaluation of flexible,cottonwool-like nanocomposite asbone substitute material for complex defects)，Acta Biomaterialia，5，2009，是透过使非晶体TCP微粒分散在溶剂中，并于此溶剂中加入PLGA使PLGA溶解而制备纺丝溶液，再利用低温静电纺丝法将纺丝溶液形成为棉状。此文献的方法是透过在氯仿中对TCP粒子施加超音波使其分散后，投入PLGA并搅拌溶解来调制静电纺丝的纺丝溶液(PLGA/TCP的重量比为60/40)。

本发明的发明者等提出了一种形成纺丝溶液的方法，其系加热熔解PLA并调制出熔融溶液，再将硅溶出型碳酸钙粒子及磷酸钙一起添加至熔融溶液中进行混合混炼，而后冷却固化制备成复合体，最后再于溶剂中将复合体溶解而形成纺丝溶液(日本特许第5855783号)。根据此方法，可以制造出使50重量％以上的无机粒子均匀分散于聚乳酸树脂中，且能够在利用静电纺丝法纺丝的状态下加入无机粒子的纺丝溶液。然而，PLA在生物体内被分解吸收的速度缓慢，因此被指出该特性可能阻碍无机微粒在初期发挥骨形成功能。另外，若将粒径为1～4μ左右的微粒粉末投入至加热到PLA树脂的熔点以上而熔融的溶液中进行混炼，会发生微粒的凝集，而导致无法藉由混炼让其完全分散于树脂中而残留的问题。

先前技术文件

专利文献

专利文献1日本特许第5855783号特许公报

非专利文献

非专利文献1