[发明专利]短流程制备多孔异种骨骨粉修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料

说明书

本发明提供一种多孔异种骨骨粉修复材料的制备方法：1)将哺乳动物的松质骨制备成粉状，用水清洗干燥后，分别用过氧化氢溶液和氢氧化钠溶液浸泡初步去除有机物，用水洗净，干燥；2)将初步去除有机物的松质骨与碱性溶液一起置于承压密闭容器中，加热并保温，用水清洗，干燥；3)将松质骨与蒸馏水一起置于承压密闭容器中，加热并保温，用水清洗，干燥；4)煅烧和灭菌处理。本发明还提供上述制备方法制得的多孔异种骨骨粉修复材料。本发明的制备方法可在较低温度条件下彻底脱除引起免疫抗原反应的脂肪和蛋白质，处理过程中没有有毒有害的有机溶剂污染，处理后的异种骨材料呈弱结晶结构，并含有大量的碳酸根，能够较好地促进骨组织再生。

技术领域

本发明属于生物医学工程材料领域，具体涉及一种制备用于外科手术中对骨组织进行修复的多孔异种骨骨粉修复材料的方法和由该方法制得的骨修复材料。

背景技术

由于创伤、肿瘤、感染等因素引起的骨组织缺损是骨科临床常见疾病。骨移植术是常用的修复方法，骨移植主要分为自体骨移植、同种异体骨移植和异种骨移植。前两种方法的主要局限性在于供源缺乏、易发生供区并发症、存在疾病传染潜能，异种骨移植为骨缺损修复提供了新的思路和方法。

在骨移植手术中，对异种骨修复材料要求很高，需要异种骨修复材料具备以下特点：(1)不含引发免疫反应的脂肪和蛋白质；(2)能够制备成一定的尺寸，便于填充；(3)具有骨诱导性和骨传导性；(4)良好的生物相容性和适度的生物降解性，降解速度需和骨组织的再生速度相匹配，在人体内的降解产物对人体无害；(5)具有支持骨细胞生长和功能分化的表面化学性质和微结构；(6)易于加工、消毒、存储。

异种骨修复材料的制备关键是脱除脂肪、蛋白质等易引起抗原性的有机物。目前，异种骨修复材料的脱脂、脱蛋白主要采用化学浸泡处理、高温煅烧的方法。化学浸泡处理通常使用乙二胺、丙酮、氯仿、甲醇、乙醚等有毒溶剂。大量使用有毒溶剂会造成较大的环境压力。此外，由于异种骨修复材料呈多孔结构，有毒溶剂很难通过清洗处理干净，会导致有毒化学试剂残留，破坏异种骨的生物活性。化学浸泡处理方法中氢氧化钠和双氧水联合处理法也常被使用，但其只能部分消除异种骨的抗原性，且随着浸泡时间的延长，其强度和化学组成会发生较大的变化。高温煅烧是指在高温条件下(＞600℃)对异种骨进行煅烧去除有机物，高温煅烧会破坏异种骨修复材料的弱结晶结构，且骨中的碳酸盐也会分解，使异种骨修复材料失去生物活性。所以，目前使用的有毒溶剂浸泡法和高温煅烧法都不能满足异种骨的制备要求。

Murugan R等人(Murugan R，Ramakrishna S，Rao K P.Nanoporous hydroxy-carbonate apatite scaffold made of natural bone[J].Materials Letters，2006，60(23)：2844-2847.)先使用丙酮和乙醚冲洗牛皮质骨初步去除有机物，再将4％NaOH溶液和牛皮质骨一起进行碱热处理，最后通过在500℃煅烧获得了异种骨修复材料。该方法在制备过程中使用了丙酮和乙醚两种有毒溶剂，会造成有毒溶剂的残留。此外，NaOH处理和较高温度的煅烧温度，显著破坏了异种骨的弱结晶结构、生物活性和其特有的显微结构。

Barakat N A M等人(Barakat N A M，Khil M S，Omran A M，et al.Extractionof pure natural hydroxyapatite from the bovine bones bio waste by threedifferent methods[J].Journal of materials processing technology，2009，209(7)：3408-3415.)以牛骨为原料，使用丙酮溶液将脂肪去除，并将其制备成450μm以下的粉末。再通过250℃温度下使用25％浓度的NaOH溶液碱热5h制备了纳米羟基磷灰石粉末。该法制得的异种骨材料为高度结晶化的纳米级羟基磷灰石粉，完全丧失了牛骨(特别是松质骨)的多维孔洞结构和弱结晶的晶体结构特征。此外，在制备过程中使用了丙酮溶液，会使制得的异种骨修复材料中存在有毒溶解残留。