一种含促骨愈合药物的胶原蛋白海绵及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种促骨折愈合药物的胶原蛋白海绵及其制备方法，属于的医疗器材
技术领域。
【背景技术】
[0002] 骨质疏松（Osteoporosis, 0P)是以骨量减少，骨组织微观结构退化，致使骨强度 下降，骨脆性增加以及骨折风险增大为特征的一种全身性骨骼系统疾病。骨重建是一个骨 组织自我更新的过程：破骨细胞不断吸收旧骨，而成骨细胞则不断形成新骨补充骨吸收部 分。当机体骨骼发育成熟后，破骨细胞在骨重建过程中发挥重要作用。若破骨细胞活性增 强或量增多，可以导致骨吸收增加，骨重建失衡，导致很多骨骼系统疾病的发生，如骨质疏 松症。骨质疏松最常见的并发症是骨折，常见部位是髋部，椎体和桡骨远端。妇女在进入绝 经期后，骨量丢失明显，如无适当预防和治疗，骨质疏松将不可避免地造成桡骨、脊柱和髋 部等处的骨折。随着人口老龄化和人均寿命的延长，骨质疏松性骨折发生率全球每年平均 以大于1%的速度递增，因此研究更多有效、简便的辅助治疗骨质疏松性骨折的手段以满足 不同人群的需要是目前的重点任务之一。
[0003] 双膦酸盐（Bisphosphonate, BPs)药物是过去30年发展起来的一类新药物，主要 用于治疗和预防恶性肿瘤骨转移及骨代谢性疾病，如骨质疏松症和Pagets病。根据药物作 用强度或上市时间，人们将BPs分为三代，第一代系不含氮的BPs，主要是七十、八十年代的 产品。第二代BPs抗骨质吸收的作用强度明显优于第一代产品，其结构中以含氨基为主要 特点。第三代BPs是最新一代药物，于上世纪末和本世纪初上市，抗骨吸收作用更强，临床 应用也更方便，伊班膦酸钠是其代表产品。
[0004] 伊班膦酸钠作为强效破骨细胞抑制剂，能特异地与骨质中的羟基磷灰石结合，不 但能抑制破骨细胞活性，又能诱导破骨细胞凋亡，这是伊班膦酸钠的直接作用。此外，伊班 膦酸钠还可以作用于成骨细胞，通过后者释放一种或几种破骨细胞更新抑制因子，进而缩 短破骨细胞寿命，减少破骨细胞数量。因此，伊班膦酸钠全身应用不仅可治疗和预防骨质 疏松症，局部应用于骨折处可辅助促进骨折愈合，特别是由于骨质疏松症所引起骨折。另 外，伊班膦酸钠相关药物治疗存在一定副作用，少数病人可出现体温升高，有时也会出现类 似流感的症状。个别病例还会出现胃肠道不适，但若将此药物局部应用可大幅降低毒副作 用。
[0005] 锶（Strontium，Sr)是骨骼的重要组成部分，其化学结构与钙相似，锶离子在骨质 中保持一定的比例可以维持骨质的正常功能，是人体骨中必须的元素之一。0 -Catenin是 wnt通路中的重要因子。锶可通过调控wnt通路促进成骨细胞生长和抑制破骨细胞活性。 另外，锶盐可以增加碱性磷酸酶（ALP)的活性及骨胶原的合成。动物实验也认为锶盐在或 体内可减少骨吸收同时增加骨形成，促进骨量和骨强度增加。同时锶盐可以在不影响内环 境矿物质稳定的前提下，改善骨小梁的微结构。因此，将锶盐应用于局部骨折处，不仅增加 药物浓度促进其愈合，而且可减少全身性毒副作用。
[0006] 胶原蛋白是哺乳动物体内含量最多的蛋白质，具有特殊的机械性能和生物特性， 起着支撑器官、保护机体的功能。随着制备工艺的改进和修饰技术的发展，胶原蛋白已经成 为一种性能优异、应用广泛的生物材料，其可应用于烧伤敷料、创伤填充、体内止血以及组 织工程修复中。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种促骨折愈合药物的胶原蛋白海绵及其制备方法，利用胶 原蛋白海绵填塞于骨折处，一方面起填塞止血作用，另一方面利用胶原蛋白海绵的特殊结 构起药物载体作用，负载双膦酸盐或锶盐作用于骨折处，促进骨折愈合，特别是在骨质疏松 症所引发骨折中。
[0008] 本发明提供一种含促骨愈合药物的胶原蛋白海绵的制备方法，其含药胶原蛋白海 绵产品可促进骨折愈合特别是应用在骨质疏松症所引发的骨折中。
[0009] 本发明采用如下技术方案：本发明的一种含促骨折愈合药物的胶原蛋白海绵，组 分为：胶原蛋白的酶解液、双膦酸盐和/或锶盐、交联剂；制作方法是：将双膦酸盐和/或锶 盐加入到胶原蛋白的酶解液中，配比为胶原蛋白的酶解液lkg，双膦酸盐膦酸根的等效剂量 为70-140mg/kg，锶盐的剂量为100-800mg/kg，并按每克胶原蛋白的酶解液加入40-60U交 联剂谷氨酰胺转氨酶；其中胶原蛋白酶解产物与水的比例为1:9~1:8 ;双膦酸盐包括依 替膦酸钠、氯膦酸钠、帕米膦酸钠、替鲁膦酸钠、阿仑膦酸钠、奈立膦酸钠、奥帕膦酸钠、利塞 膦酸钠和伊班膦酸钠；锶盐包括氯化锶和雷尼酸锶。
[0010] 优选地，制作方法中：胶原蛋白的酶解液1kg，原型药中膦酸根等效剂量为 70-140mg/kg，氯化锶的剂量为100-200mg/kg，雷尼酸锶的剂量为300-600mg/kg。
[0011] 本发明的一种含促骨折愈合药物的胶原蛋白海绵的制备方法，步骤如下：
[0012] 1)将双膦酸盐和/或锶盐加入1kg胶原蛋白的酶解液中，其中胶原蛋白酶解产 物与水的比例为1:9~1:8 ;原型药中膦酸根等效剂量为70-140mg/kg ;锶盐的剂量为 100-800mg/kg ;其中双膦酸盐包括依替膦酸钠、氯膦酸钠、帕米膦酸钠、替鲁膦酸钠、阿仑膦 酸钠、奈立膦酸钠、奥帕膦酸钠、利塞膦酸钠和伊班膦酸钠；锶盐包括氯化锶和雷尼酸锶；
[0013] 2)在含有双膦酸盐和/或锶盐的胶原蛋白酶解液中加入交联剂，按40-60U/g胶原 蛋白酶解液的比例加入交联剂谷氨酰胺转氨酶，交联2-5小时；其中交联剂为谷氨酰胺转 氨酶；
[0014] 3)将步骤2)的混合液搅拌均匀，放入不锈钢盘中，把不锈钢盘置于真空冷冻干燥 机中，冻干10-16小时，经冷冻干燥成海绵状；
[0015] 4)将含有双膦酸盐或锶盐的胶原蛋白海绵切割、包装密封、钴60照射灭菌。
[0016] 所述的双膦酸盐为第一代双膦酸盐依替膦酸钠。
[0017] 所述的双膦酸盐为第二代双膦酸盐氯膦酸钠、帕米膦酸钠和替鲁膦酸钠。
[0018] 所述的双膦酸盐为第三代双膦酸盐阿仑膦酸钠、奈立膦酸钠、奥帕膦酸钠、利塞膦 酸钠和伊班膦酸钠。
[0019] 优选地，所述的促骨折愈合药物为双膦酸盐和锶盐组合，其比例为：胶原蛋白的酶 解液lkg，原型药中膦酸根等效剂量为70-140mg/kg，氯化锶的剂量为100-200mg/kg，雷尼 酸锶的剂量为300-600mg/kg。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] 本发明在单纯胶原蛋白海绵的基础上，利用胶原蛋白海绵的药物载体作用，提供 了一个含促骨愈合药物的胶原蛋白海绵的新组合材料。
[0022] 经实验表明，由于组合材料中的药物作用，含药胶原蛋白海绵作用于骨折处，不仅 可有效止血，且可大幅促进骨折愈合，这是单纯胶原蛋白海绵敷料所不能及的。并且在临床 使用病例中充分说明其疗效确切。
【具体实施方式】
[0023] 胶原蛋白酶解液的制取：
[0024] 将去脂肪清理干净的新鲜猪皮或牛皮或结缔组织放入不锈钢桶中，按照固液比 1:30-1:40的比例，加入0. 01-0. 03mol/L的氢氧化钠水溶液，于6-8°C浸泡1-2小时，过滤， 备用。在上述预处理材料中加入相当于材料质量6-8倍的无水乙醚或者丙酮，于35-40°C回 流5-8小时，之后用蒸馏水冲至无异味，备用。将上述处理后的材料浸入0. 6-0. 7mol/L冰醋 酸和600-700mg/L胃蛋白酶的混合液中，持续搅拌25-30小时。对上述混合物采用渐进式 超声波处理，先使用100-200W超声处理30分钟，再使用200-300W超声处理30分钟，最后 使用300-4001超声处理1小时。超声处理后加入2-3%的11 202溶液，混合静置2-4小时，调 节pH至5. 0,离心。去上清液，加入NaCl，搅拌20-30小时，离心，沉淀物加入0. 6-0. 7mol/L 冰醋酸溶解，离心，取上清液，调节pH至7. 5,加入NaCl，搅拌20-30小时，离心，将沉淀物溶 解于0. 6-0. 7mol/L冰醋酸，先以0. 6-0. 7mol/L冰醋酸为透析外液透析2次，每次4小时， 再以蒸馏水为透析外液透析5-7次，每次4小时，至外液检测不到氯离子，得到胶原蛋白酶 解液，其中胶原蛋白酶解产物与水的比例为1:9~1:8。
[0025] 实施例1: