[发明专利]多微量元素有机化合物与无机化合物通过水合桥化形成的有机-无机自凝固复合骨移植物

说明书

本发明提供了一种多微量元素有机化合物与无机化合物通过水合桥化形成的有机‑无机自凝固复合骨移植物。利用溶液法制备多微量元素有机化合物，通过热处理制备具有不同亚稳态结构的无机盐，将二者混合研磨形成微纳米粉末，并与含水固化液混合，通过扩散形成桥化结构、自凝固形成水合结晶水结构，进而形成稳定的骨修复材料。本发明制备的骨移植物：可任意塑型，强度高，可为骨组织修复提供多种必需元素，具有良好的生物学性能；降解速率与骨生成周期一致，最终能够被组织全部吸收替代形成完全的新骨；可根据需求调节原料组成比例，获得任意所需的抗压强度和降解周期；临床上可用作因创伤、畸形、骨肿瘤、骨髓炎或关节置换等造成的骨缺损的修复材料。

技术领域

本发明属于生物医学材料领域，特别涉及一种多微量元素有机化合物与无机化合物通过水合桥化形成的有机-无机自凝固复合骨移植物及其制备方法。

背景技术

骨组织是支撑维持人体正常生理功能的基本系统。由于疾病、发育不全、车祸和衰老等各种因素造成骨组织的坏死、损伤和功能丧失，因而需要大量生物材料作为骨组织的修复和替代品。仅2015年国内骨科材料使用量达到155.9亿元，比2014年增加17％；2016年累计达到189.6亿元，比2015年增加22％。目前我国骨科医用生物材料高端制品主要被JohnsonJohnson、Wright、Stryker和Medtronic等国外公司产品垄断，这些国外产品价格昂贵，加重了国家和老百姓的医疗费用负担，普通工薪阶层难以接受，不利于解决“看病贵”问题，很少有国产高端生物材料在国内三甲医院大量使用，这种局面不利于国产医用生物材料的发展和国家经济总体目标的实现。

自凝固骨修复材料由于其可以任意塑型、适用于各种不规则骨创伤和缺损，具有独特的临床应用优势。自从1937年在医学上首次使用以来，被广泛研究和应用于临床。目前，应用于骨修复手术中的自凝固材料(骨水泥)大致可分成两类：①不能降解的自凝固产品，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表，其特点是操作时间短，黏稠度高，泄漏比率低，聚合产热的温度高，对周围组织灼伤大，如PVP、PKP等手术中常用的聚甲基丙烯酸甲酯自凝固材料等。②可降解的自凝固材料，其特点是生物相容性好，操作时间宽松，黏稠度低，聚合产热温度低，对周围组织灼伤小，如硫酸钙(CS)和磷酸钙骨水泥(CPC)等。自凝固材料填充物种类繁多，按照充填材料的不同分为：

(1)PMMA一大类自凝固材料，也是最广泛使用的自凝固材料，如：一种多功能医用生物骨水泥(CN201310388851.3)，其组成为聚丙烯酸微球5％～15％、生物活性玻璃20％、磷酸钙骨水泥64.9％～74.9％、纳米阿仑膦酸钠微球0.1％，原料的质量百分比之和为100％。诸如此类自凝固材料仅用于固定，无法与骨组织融合进而重建形成全新的骨组织。

(2)硫酸钙骨水泥，如：骨水泥制剂以及由该骨水泥制剂制备的生物可再吸收的硬化骨水泥复合材料(CN201010541397.7)。硫酸钙自凝固材料具有良好的降解性能、成骨性能良好，但降解速度快、与新骨形成速度难以匹配、功能单一。

(3)磷酸钙骨水泥，如：一种磷酸钙骨水泥生物复合材料及其制备方法(CN200410023705.1)、一种含有成孔剂的多孔磷酸钙骨水泥(CN98110645.5)、一种透钙磷石骨水泥的制备方法(CN201810361108.1)、一种磷酸钙复合骨水泥的制备方法(200610049692.4，驳回无效)。磷酸钙系列骨水泥降解慢、强度低、固化时间长，虽然经过各种掺杂改性，其性能还有待进一步提高。

(4)石珊瑚颗粒、珍珠母粉末自凝固骨移植物。此类骨移植材料自凝固性能差，一般直接用于填充，强度低、塑型困难。

(5)其它的自凝固材料(如硅酸钙骨水泥)，如：一种硅酸钙类/锶盐骨水泥及其制备方法(CN201510108837.2)、一种快速可控降解生物活性透钙磷石-硅酸钙/壳聚糖复合骨水泥(CN201310698336.5)。这类材料会长期存在于体内、不能全部吸收或降解，目前没有产品用于临床治疗。

目前研究的用于骨修复的自凝固材料或骨水泥材料具有以下共同特点：