高活性骨缺损修复材料的制备方法
专利名称：高活性骨缺损修复材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种医用生物材料的制备方法，特别是一种高活性骨缺损修复材料的制备方法，所制备的材料可应用于机体骨缺损的修复。
骨缺损常发生于各种外伤和肿瘤切除以后，临床十分常见，但其修复目前尚没有理想的人工材料。1988年Wang EA等成功地利用基因重组技术生产出人骨形成蛋白(BMP)，它可以很好地诱导间质细胞分化为成骨细胞，进一步转化为骨组织。BMP多为粉剂或水剂，在体内难以定型且易水解，无法正常修复骨缺损，因此，选用合适的载体显得尤为重要。
据文献报道，用PLA吸附BMP后，埋植到骨缺损部位，可以有效地诱导成骨，许建辉等人将聚乳酸(PLA)采用冷冻干燥法制成多孔材料，吸附BMP后植于骨缺损部位，诱导成骨效果明显。但由于BMP为活性蛋白，用多孔材料吸附仍属简单扩散。植入体内后，BMP迅速与体液接触扩散，易被蛋白酶降解，不便在一定时间内持续发挥全部功效。
BMP和PLA复合，一方面要求PLA降解速率和BMP诱导成骨速率相匹配；另一方面，由于BMP为生物活性蛋白，复合过程中，BMP活性易受影响，如活性降低或失活则将无法诱导形成骨组织。Miyamato等人报道了数种不同分子量的PLA与BMP复合的诱导成骨的性能，认为分子量为650的PLA成骨性能较好，而大分子量PLA无明显效果。然而分子量为650的PLA为液体，不便成型，难以产品化。
本发明以聚乳酸(PLA)为载体，在低温下与骨形成蛋白(BMP)复合，制得高活性骨缺损修复材料。其制备方法是1、选择聚乳酸，该聚乳酸在低温下可以粉碎成粉末，至少在35℃以上有粘性，将该聚乳酸粉碎成粉末；2、在低温下将骨形成蛋白和聚乳酸粉末按0.2％-2％(重量)的比例混合均匀；3、将上述混合物加热到38℃以下，并压制成所需形状的骨缺损修复材料。
上述聚乳酸可以但不限于由甘油、聚乙二醇、多元醇或多羟基聚醚与丙交酯按摩尔比1∶5-50，在140-200℃条件下聚合5-48小时得到；也可以由两种或两种以上的聚乳酸熔融混合制得，其中至少一种聚乳酸粘均分子量低于5000。
本发明与现有技术相比，其显著优点是在低温下制得的BMP/PLA植入物可达到缓慢释放BMP，促进骨组织的修复目的，具有良好的生物相容性，有效地避免了溶剂、高温对BMP生物活性的影响，有效地保持了BMP的生物活性，诱导成骨效果显著，可用于骨缺损修复，临床应用前景广阔。
具体实施例方式
实施例1将聚乙二醇(平均分子量600)与丙交酯按摩尔比1∶30混合，在200℃条件下聚合24小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该粉末和BMP按1000∶5比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织无炎症，12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例2将聚乙二醇(平均分子量400)与丙交酯按摩尔比1∶20混合，在160℃条件下聚合48小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织无炎症，12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例3将甘油与丙交酯按摩尔比1∶10混合，在180℃条件下聚合36小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按1000∶2比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例4将甘油与丙交酯按摩尔比1∶50混合，在200℃条件下聚合10小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按1000∶8比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例5将季戊四醇(多元醇)与丙交酯按摩尔比1∶40混合，在180℃条件下聚合24小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例6将季戊四醇(多元醇)与丙交酯按摩尔比1∶30混合，在200℃条件下聚合5小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1.5比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例7将三羟基的聚醚与丙交酯按摩尔比1∶30混合，在180℃条件下聚合36小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶2比例混合均匀，低温下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例8将四羟基的聚醚与丙交酯按摩尔比1∶20混合，在200℃条件下聚合10小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1.5比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例9将一种粘均分子量2000聚乳酸，与粘均分子量20000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均匀，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1.8比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例10将实施例1中的聚乳酸，与粘均分子量20000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均匀，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例11将实施例3中的聚乳酸，与粘均分子量15000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均匀，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
权利要求
1.一种高活性骨缺损修复材料的制备方法，其特征是(1)选择聚乳酸，该聚乳酸在低温下可以粉碎成粉末，至少在35℃以上有粘性，将该聚乳酸粉碎成粉末；(2)在低温下将骨形成蛋白和聚乳酸粉末按0.2％-2％(重量)的比例混合均匀；(3)将上述混合物加热到38℃以下，并压制成所需形状的骨缺损修复材料。
2.根据权利要求1所述的高活性骨缺损修复材料的制备方法，其特征是所述的聚乳酸由甘油、聚乙二醇、多元醇或多羟基聚醚与丙交酯按摩尔比1∶5-50，在140-200℃条件下聚合5-48小时得到。
3.根据权利要求1所述的高活性骨缺损修复材料的制备方法，其特征是所述的聚乳酸两种或两种以上的聚乳酸熔融混合制得，其中至少一种聚乳酸粘均分子量低于5000。
全文摘要
本发明公开了一种高活性骨缺损修复材料的制备方法，其方法是选择聚乳酸(PLA)，在低温下将骨形成蛋白(BMP)和聚乳酸粉末按0.2％－2％(重量)比例混合均匀；将上述混合物加热到38℃以下，并压制成所需形状的骨缺损修复材料。本发明的优点是在低温下制得的BMP/PLA复合物植入生物体内，可达到缓慢释放BMP、促进骨组织修复的目的，具有良好的生物相容性，有效地避免了溶剂、高温对BMP生物活性的影响，有效地保持了BMP的生物活性，诱导成骨效果显著，可用于骨缺损修复，临床应用前景广阔。
文档编号A61L27/00GK1473629SQ0313225
公开日2004年2月11日 申请日期2003年8月7日 优先权日2003年8月7日
发明者胡勤刚, 沈健, 童昕, 陈强, 黄相道, 林思聪, 寿卫东, 喻春红 申请人:南京大学医学院附属口腔医院, 南京大学表面和界面化学工程技术研究中心
技术领域：
本发明涉及一种医用生物材料的制备方法，特别是一种高活性骨缺损修复材料的制备方法，所制备的材料可应用于机体骨缺损的修复。
骨缺损常发生于各种外伤和肿瘤切除以后，临床十分常见，但其修复目前尚没有理想的人工材料。1988年Wang EA等成功地利用基因重组技术生产出人骨形成蛋白(BMP)，它可以很好地诱导间质细胞分化为成骨细胞，进一步转化为骨组织。BMP多为粉剂或水剂，在体内难以定型且易水解，无法正常修复骨缺损，因此，选用合适的载体显得尤为重要。
据文献报道，用PLA吸附BMP后，埋植到骨缺损部位，可以有效地诱导成骨，许建辉等人将聚乳酸(PLA)采用冷冻干燥法制成多孔材料，吸附BMP后植于骨缺损部位，诱导成骨效果明显。但由于BMP为活性蛋白，用多孔材料吸附仍属简单扩散。植入体内后，BMP迅速与体液接触扩散，易被蛋白酶降解，不便在一定时间内持续发挥全部功效。
BMP和PLA复合，一方面要求PLA降解速率和BMP诱导成骨速率相匹配；另一方面，由于BMP为生物活性蛋白，复合过程中，BMP活性易受影响，如活性降低或失活则将无法诱导形成骨组织。Miyamato等人报道了数种不同分子量的PLA与BMP复合的诱导成骨的性能，认为分子量为650的PLA成骨性能较好，而大分子量PLA无明显效果。然而分子量为650的PLA为液体，不便成型，难以产品化。
本发明以聚乳酸(PLA)为载体，在低温下与骨形成蛋白(BMP)复合，制得高活性骨缺损修复材料。其制备方法是1、选择聚乳酸，该聚乳酸在低温下可以粉碎成粉末，至少在35℃以上有粘性，将该聚乳酸粉碎成粉末；2、在低温下将骨形成蛋白和聚乳酸粉末按0.2％-2％(重量)的比例混合均匀；3、将上述混合物加热到38℃以下，并压制成所需形状的骨缺损修复材料。
上述聚乳酸可以但不限于由甘油、聚乙二醇、多元醇或多羟基聚醚与丙交酯按摩尔比1∶5-50，在140-200℃条件下聚合5-48小时得到；也可以由两种或两种以上的聚乳酸熔融混合制得，其中至少一种聚乳酸粘均分子量低于5000。
本发明与现有技术相比，其显著优点是在低温下制得的BMP/PLA植入物可达到缓慢释放BMP，促进骨组织的修复目的，具有良好的生物相容性，有效地避免了溶剂、高温对BMP生物活性的影响，有效地保持了BMP的生物活性，诱导成骨效果显著，可用于骨缺损修复，临床应用前景广阔。
具体实施例方式
实施例1将聚乙二醇(平均分子量600)与丙交酯按摩尔比1∶30混合，在200℃条件下聚合24小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该粉末和BMP按1000∶5比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织无炎症，12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例2将聚乙二醇(平均分子量400)与丙交酯按摩尔比1∶20混合，在160℃条件下聚合48小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织无炎症，12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例3将甘油与丙交酯按摩尔比1∶10混合，在180℃条件下聚合36小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按1000∶2比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例4将甘油与丙交酯按摩尔比1∶50混合，在200℃条件下聚合10小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按1000∶8比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例5将季戊四醇(多元醇)与丙交酯按摩尔比1∶40混合，在180℃条件下聚合24小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例6将季戊四醇(多元醇)与丙交酯按摩尔比1∶30混合，在200℃条件下聚合5小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1.5比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例7将三羟基的聚醚与丙交酯按摩尔比1∶30混合，在180℃条件下聚合36小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶2比例混合均匀，低温下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例8将四羟基的聚醚与丙交酯按摩尔比1∶20混合，在200℃条件下聚合10小时得到聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1.5比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例9将一种粘均分子量2000聚乳酸，与粘均分子量20000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均匀，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1.8比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例10将实施例1中的聚乳酸，与粘均分子量20000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均匀，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
实施例11将实施例3中的聚乳酸，与粘均分子量15000的聚乳酸按重量比1∶1的比例熔融混合均匀，得到35℃以上有粘性的聚乳酸，将其在0℃以下粉碎成聚乳酸粉末。在低温下，将该聚乳酸粉末和BMP按100∶1比例混合均匀，38℃以下压制成一定形状，植入骨缺损部位，三周后明显骨形成，周围组织基本无炎症。12周后X光照片及硬组织切片表明成骨效果好。
权利要求
1.一种高活性骨缺损修复材料的制备方法，其特征是(1)选择聚乳酸，该聚乳酸在低温下可以粉碎成粉末，至少在35℃以上有粘性，将该聚乳酸粉碎成粉末；(2)在低温下将骨形成蛋白和聚乳酸粉末按0.2％-2％(重量)的比例混合均匀；(3)将上述混合物加热到38℃以下，并压制成所需形状的骨缺损修复材料。
2.根据权利要求1所述的高活性骨缺损修复材料的制备方法，其特征是所述的聚乳酸由甘油、聚乙二醇、多元醇或多羟基聚醚与丙交酯按摩尔比1∶5-50，在140-200℃条件下聚合5-48小时得到。
3.根据权利要求1所述的高活性骨缺损修复材料的制备方法，其特征是所述的聚乳酸两种或两种以上的聚乳酸熔融混合制得，其中至少一种聚乳酸粘均分子量低于5000。
全文摘要
本发明公开了一种高活性骨缺损修复材料的制备方法，其方法是选择聚乳酸(PLA)，在低温下将骨形成蛋白(BMP)和聚乳酸粉末按0.2％－2％(重量)比例混合均匀；将上述混合物加热到38℃以下，并压制成所需形状的骨缺损修复材料。本发明的优点是在低温下制得的BMP/PLA复合物植入生物体内，可达到缓慢释放BMP、促进骨组织修复的目的，具有良好的生物相容性，有效地避免了溶剂、高温对BMP生物活性的影响，有效地保持了BMP的生物活性，诱导成骨效果显著，可用于骨缺损修复，临床应用前景广阔。
文档编号A61L27/00GK1473629SQ0313225
公开日2004年2月11日 申请日期2003年8月7日 优先权日2003年8月7日
发明者胡勤刚, 沈健, 童昕, 陈强, 黄相道, 林思聪, 寿卫东, 喻春红 申请人:南京大学医学院附属口腔医院, 南京大学表面和界面化学工程技术研究中心
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