一种prf中嵌入骨材料凝胶的植骨材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，属于植骨手术用材料领域。本发明的植骨材料，采用非抗凝血液样本，经离心机在130-460g离心力离心操作，取上层的全部黄色液体与骨材料混合，室温静置30-40分钟，得到植骨材料。本发明的植骨材料是一个整体凝块，产品中PRF与骨材料有反应结合PRF中白细胞和血小板分布均匀，并且与骨材料广泛全面接触；可塑性高，是具有完整骨架支撑结构理想的植骨材料。
【专利说明】一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，属于植骨手术用材料领域。【背景技术】
[0002]植骨术后的愈合需经历3个主要阶段，血肿机化期(2周)，此期主要是血小板聚集和激活，粒细胞和巨噬细胞迁移；原始骨痂形成期(3-8周)，是间充质细胞增殖分化繁殖期；塑形期(8-12周)各种组织细胞的重建。血肿机化期的血小板聚集启动了凝血反应，有两种途径完成整个过程，一种是修复，另一个是再生。修复过程是在组织损伤超越了某个极限下，间充质细胞的增殖和分化不能满足组织再生的需要量，这时成纤维母细胞的增殖分化替代间充质细胞进行组织创伤的修复。再生过程是组织损伤区域有充足的间充质细胞增殖和分化，重建损伤各种组织器官的功能和活性，组织重建是理想的愈合途径。
[0003]在组织愈合过程中，血小板是主要的炎症阶段调节因子，对细胞繁殖和分化阶段起重要的作用，是组织重建通路成功的关键成分。1998年，Dr Robert E.Marx体外制备高浓度血小板即定义为富含血小板血楽.，(Platelet-rich plasma PRP) (Marx, R.E.etal.(1998)Platelet-rich plasma:growth factor enhancement for bone grafts.0ralSurg.0ral Med.0ral Pathol.0ral Radiol.Endod.85，638-646)首次提出 PRP 能促进骨创伤初始阶段愈合。2002年Whitman等研究提出浓缩血小板促进伤口愈合并且可以取代纤维蛋白类植入物质，后来的十几年探索发现血小板含有大量的生长因子，例如:血小板源生长因子(Platelet derived growthfactor F1DGF),转化生长因子(Transforming growthfactor TGF-β ),血管内皮生长因子(Vascular Endothelia Growth Factor VEGF)等，是这些因子在组织重建发挥重要作用。
[0004]己知的PRP制备方法用抗凝血，两次离心，第一次低速离心吸取白膜层以上全部血浆，第二次高速离心除去上清保留下层已经浓缩的血小板血浆即PRP血浆液。然后根据临床需要决定下一步操作，一种在PRP液体中直接加凝血酶和钙离子，PRP从流动状凝固成凝胶并压成膜状物，作为软组织膜；另一种，先将PRP血浆液与骨材料混合之后，再加入凝血酶和钙离子，制成PRP-骨材料凝胶的植骨材料。
[0005]然而，从制备PRP血浆液到临床应用膜和PRP-骨材料凝胶制备和应用都存在诸多不足，I)抗凝剂、外来凝血酶和钙离子使用，增加生物制剂使用的医疗风险。2)两次离心时间合计约40分钟，整个操作完成要60分钟以上，操作时间长。3)制备过程中提取血浆液需要较高的技巧。4)PRP血浆液体积与全血体积比悬殊，约1:15-20，全血用量大。5)由于PRP血浆液经加入凝血酶和钙离子再次凝结，形成的纤维蛋白丝纤细。6)两次离心吸取血小板，使得血小板有一定损伤。7)终产物纤维蛋白丝细，降解时间2-3天；PRP凝胶柔软，硬度弱，张力小。
[0006]随着近年越来越多临床应用对于PRP在植骨术中作用的质疑和否定。催生了相似类型新一代植入材料的发展，Choukroun's等提出的富含血小板纤维蛋白(Platelet-RichFibrin, PRF)是新一代浓缩血小板促进伤口愈合并取代纤维蛋白类物质的植入材料。在PRF制备开始已经激活了外源性凝血系统，随着凝血时问延长纤维蛋白聚合体形成，血小板和白细胞及其脱落颗粒分布在纤维蛋白网状结构之间。它们释放多种细胞因子，如:血小板源生长因子(Platelet deriVed growth factor F1DGF),转化生长因子(Transforminggrowth factor TGF-β ),膜岛素样生长因子(Insulin-like Growth Factor IGF-1)等，这些细胞因子在创面愈合过程中缓慢释放，且持续7-11天左右。这些因子不仅有促进组织细胞增殖、分化、促血管重塑和再建功能，还有减少术后水肿和疼痛的作用。
[0007]但是，现有技术中制备的PRF是固体凝胶，根本没有PRF液体制备方法。为了满足临床植骨术中植骨材料缺陷，只好将PRF剪切成Imm左右PRF碎颗粒与植骨材料混合植入体内，此方法存在如下问题:1)现有技术方法制备的PRF整个凝胶中血小板和白细胞从上到下浓度逐渐增加，白膜层达到高峰，因此很多研究将凝胶分为头、体、尾三个部分。其中头部各种因子释放最少，尾部释放因子最多，造成各种因子分布不均匀状况。2)不仅仅剪碎PRF凝胶操作繁琐，PRF凝胶与植骨材料混合后，植入术区过程也需要多次反复。3)增加医源性交叉感染机会。4)两者物理混合，没有结合点，对于促进组织愈合速度有一定影响。
[0008]近年来采用种植牙修复牙列缺失的技术迅猛发展，而牙槽骨骨量不足是影响种植牙修复方案实施的主要因素，植骨手术是快速增加牙槽骨量最常用方法。除了重建牙槽骨骨缺损植骨手术之外，颌面外科、耳、鼻、喉科等骨缺损区域重建和再生，都需要植骨手术的骨材料同时含有促进手术创面和植入生物材料愈合的再生因子存在，以期加速创伤愈合再生。缺乏理想的植骨材料，是影响这类技术的重要缺陷。虽然PRP可以与骨材料形成整体凝胶结构，但是临床应用中存在很多不足，而且近年来体内、外实验以及动物实验研究发现PRP并没有促进局部组织细胞增殖、分化的功能，尤其对于成骨细胞没有促进生长作用，动物实验观察PRP-骨材料与对照组没有差异。
[0009]综上，为克服上述不足，并达到伴有促进手术创面愈合再生的各种生长因子缓慢释放，促进植入区域组织细胞增殖、分化、抗感染、降低术区疼痛和水肿的功效，提出本发明。`
【发明内容】
[0010]本发明的目的是为了解决现有骨材料技术中生物制剂使用风险高，降解快，操作复杂等缺陷，而提供一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料。
[0011]本发明的一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其具体制备步骤如下:
[0012]步骤I)用vacuette采血管获取非抗凝血液样本；
[0013]步骤2)将血液样本立即放入离心机，调节离心力130_460g，室温下离心1_4分钟；
[0014]步骤3)从离心机中取出经步骤2)离心后已分层的血液，吸取白膜层以上的全部黄色液体到无菌容器中；
[0015]步骤4)将骨材料倒入步骤3)得到的上层液体中，按每IOmg骨材料倒入不少于100 μ I步骤3)得到的上层液体混合，室温静置30-40分钟，得到植骨材料。
[0016]其中步骤3)中将得到的白膜层以上黄色液体用吸管吸入和吹出反复三次效果更好。
[0017]步骤4)中选用颗粒型骨材料与步骤3)的液体混合效果更佳。[0018]本发明的一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其另一种制备方法为:
[0019]步骤I)用玻璃试管获取非抗凝血液样本；
[0020]步骤2)将血液样本立即放入离心机，调节离心力130_460g，室温下离心1_2分钟；
[0021]步骤3)从离心机中取出经步骤2)离心后已分层的血液，吸取最上层黄色液体到无菌容器中；
[0022]步骤4)将骨材料倒入步骤3)得到的上层液体中，按每IOmg骨材料倒入不少于100 μ I步骤3)得到的上层液体混合，室温静置30-40分钟，得到植骨材料。
[0023]其中步骤3)中将得到的白膜层以上黄色液体用吸管吸入和吹出反复三次效果更好。
[0024]步骤4)中选用颗粒型骨材料与步骤3)的液体混合效果更佳。
[0025]有益效果[0026]本发明PRF-骨材料凝胶与PRP-骨材料凝胶区别体现在以下方面:采用无任何外加化学试剂抗凝的非抗凝全血；离心后分层，全血100ml可以获得45-55ml淡黄色上层液(即PRF前体液)，产量高；PRF前体液中无需添加凝血酶和钙离子自然形成凝胶，规避了生物化学制剂使用危险；操作简单无需复杂技巧，步骤少，省时省力；PRF凝胶产品的纤维蛋白丝粗，弹性韧性好，张力强，硬度大，降解慢，撕扯不易断裂；白细胞、血小板以及两者脱落的颗粒制备过程中几乎没有损伤，植入体内后缓慢释放各种生长因子和抗炎因子以促进创口愈合。本发明PRF-骨材料凝胶与现有技术制备PRF和骨材料物理混合比较:1)物理性质:PRF-骨材料凝胶体是一个整体凝块。2)内部结构:PRF与骨材料有反应结合；3)细胞因子分布:PRF中白细胞和血小板是均匀分布，并且与骨材料广泛全面接触。5)可塑性高，是具有完整骨架支撑结构理想的植骨材料。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本发明的内容作进一步描述。
[0028]实施例1
[0029]用空的Vacuette采血管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(Anke TDL-80-2D中国)，调130g离心力，离心4分钟；取出已经分层的血液样本，上层为浑浊淡黄色液体，下层为红细胞层，中间白膜层很不清晰；将全部上层浑浊淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置。30分钟后用镊子夹起黄色与白色相间的PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物。用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，具有一定弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落。
[0030]实施例2
[0031]用空的Vacuette采血管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(Anke TDL-80-2D中国)，调270g离心力，离心3分钟；取出已经分层的血液样本，上层为浑浊的淡黄色液体，下层为红细胞层，中间非常薄纱膜层；将全部上层淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置。30分钟后用镊子夹起黄色与白色相问的PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物。用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，具有一定弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落，不易撕开断裂。
[0032]实施例3
[0033]用空的Vacuette采血管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(Anke TDL-80-2D中国)，调390g离心力，离心2分钟；取出已经分层的血液样本，上层为淡黄色液体，下层为红细胞层，中间白膜层；将全部白膜层以上淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mgBio-0ss直径0.25mm骨粉颗粒倒入黄色液体中，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置，35分钟后用镊子夹起黄色与白色相间的PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物。用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，具有一定弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落，不易撕开断裂。
[0034]实施例4
[0035]用空的Vacuette采血管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(Anke TDL-80-2D中国)，调460g离心力，离心I分钟；取出已经分层的血液样本，上层为淡黄色液体，下层为红细胞层，中间白膜层；将全部白膜层以上淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入黄色液体中，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置，40分钟后用镊子夹起黄色与白色相问的PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物。用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，具有一定弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落，不易撕开断裂。
[0036]实施例5
[0037]用无菌玻璃试管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(AnkeTDL-80-2D中国)，调130g离心力，离心2分钟；立即取出已经分层的血液样本，上层为浑浊淡黄色液体，下层为红细胞层，中间白膜层很不清晰；将全部浑浊淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入黄色液体中，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置。30分钟后用镊子夹起黄色与白色相间的PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物。用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，有弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落。
[0038]实施例6
[0039]用无菌玻璃试管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(AnkeTDL-80-2D中国)，调270g离心力，离心1.5分钟；立即取出已经分层的血液样本，上层为浑浊的淡黄色液体，下层为红细胞层，中间非常薄纱膜层；将全部淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入黄色液体中，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置。30分钟后用镊子夹起PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物。用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，有弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落，不易撕开断裂。
[0040]实施例7
[0041]用无菌玻璃试管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(AnkeTDL-80-2D中国)，调390g离心力，离心I分钟；立即取出已经分层的血液样本，上层为淡黄色液体约，下层为红细胞层，中间白膜层；将全部白膜层以上淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入黄色液体中，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置。35分钟后用镊子夹起PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物；用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，有一定弹性和韧性，骨粉颗粒不易脱落，不易撕开断裂。
[0042]实施例8
[0043]用无菌玻璃试管采集非抗凝全血4ml。将血液样本立即放入离心机中(AnkeTDL-80-2D中国)中，调460g离心力，离心I分钟；立即取出已分层的血液样本，，将全部上层淡黄色液体吸入陶瓷双碟中；吸取淡黄色液体500 μ I加入双碟另一孔内，将准备好的50mg Bio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒倒入黄色液体中，使黄色液体自然渗入骨粉颗粒中；室温静置。40分钟后用镊子夹起PRF-骨粉颗粒凝胶团块，即为目标产物用镊子夹捏成团的PRF-骨粉颗粒凝胶，有一定弹性和韧性。
[0044]对比例9 (PRP与骨粉颗粒混合制备PRP-骨材料凝胶体)
[0045]用含有枸橼酸三钾抗凝剂采血管采集抗凝血液样本4ml，将抗凝血立即放入离心机中，调整离心力160g，离心20分钟；从离心机中取出血液样本，上层为淡黄色血浆层，下层为红细胞，中间白膜层不清晰；吸取血浆层直至白膜层到另一支空试管中约2.0ml，将此试管再次放入离心机调离心力460g离心20分钟，上层是黄色血浆弃除，吸出下层浑浊黄色浓缩血小板血浆液约0.15-0.2ml，吸取其中ΙΟΟμ I加入双碟孔内，先加入准备好的IOmgBio-Oss直径0.25mm骨粉颗粒，混合后再加入凝血酶和氯化钙，室温静置，得到PRP-骨材料凝胶体。
[0046]对比例9与实施 例6的方法比较如下表:
[0047]
【权利要求】
1.一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其特征是:具体制备步骤如下: 步骤I)用vacuette采血管获取非抗凝血液样本； 步骤2)将血液样本立即放入离心机，调节离心力130-460g，室温下离心1-4分钟； 步骤3)从离心机中取出经步骤2)离心后已分层的血液，吸取白膜层以上的全部黄色液体到无菌容器中； 步骤4)将骨材料倒入步骤3)得到的上层液体中，按每IOmg骨材料倒入不少于ΙΟΟμ I步骤3)得到的上层液体混合，室温静置30-40分钟，得到植骨材料。
2.如权利要求1所述的一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其特征是:其中步骤3)将得到的白膜层以上黄色液体后，用吸管吸入和吹出反复三次，再进行第4)步操作。
3.如权利要求1所述的一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其特征是:步骤4)中的骨材料选用颗粒型骨材料。
4.一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其特征是:另一种制备方法为: 步骤I)用玻璃试管获取非抗凝血液样本； 步骤2)将血液样本立即放入离心机，调节离心力130-460g，室温下离心1-2分钟； 步骤3)从离心机中取出经步骤2)离心后已分层的血液，吸取最上层黄色液体到无菌容器中； 步骤4)将骨材料倒入步骤3) 得到的上层液体中，按每IOmg骨材料倒入不少于ΙΟΟμ I步骤3)得到的上层液体混合，室温静置30-40分钟，得到植骨材料。
5.如权利要求4所述的一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其特征是:其中步骤3)将得到的白膜层以上黄色液体后，用吸管吸入和吹出反复三次，再进行第4)步操作。
6.如权利要求4所述的一种PRF中嵌入骨材料凝胶的植骨材料，其特征是:步骤4)中的骨材料选用颗粒型骨材料。
【文档编号】A61L27/36GK103690998SQ201310661569
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】陈智滨, 栾庆先 申请人:北京大学口腔医学院