骨再生材料及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种制造含羟基磷灰石的骨再生材料的方法。
【背景技术】
[0002] 该类型的骨再生材料尤其在修复手术或美容手术的不同领域中用于治疗骨缺损。
[0003] 羟基磷灰石为具有骨传导性的钙磷酸盐，并且构成了骨的主矿物成分；因此，羟基 磷灰石完全适用于骨重建或修复手术。
[0004] 在这种情况下，现今已有众多含羟基磷灰石的材料用于植入物，并且尤其是牙科 植入物以在有缺陷或缺损的骨部位刺激骨重建。
[0005] 这些材料包括利用直接沉淀方法或溶胶-凝胶型方法由磷酸和钙盐合成制备的人 造材料。
[0006] 然而，前述合成方法并不能够得到这样的骨再生材料:在该骨再生材料中，羟基磷 灰石具有与在自然状态中骨基质中发现的结构相似的多孔立体结构。
[0007] 这就使得越来越多的关注天然来源的羟基磷灰石的使用，该天然来源的羟基磷灰 石具有的优点是:其呈现出与天然状态的骨材料相同的晶体结构和形态。
[0008] 具体地，一旦在清除骨样品的有机物质(包括由诸如朊病毒的蛋白、肽和脂质所形 成组中的至少一种成分)之后，源自骨样品的天然羟基磷灰石能够得到与人造类似物相比， 使其自身更好地进行骨再生的基质。
[0009] 必要的是，例如在植入状态的情况下，应当清除骨再生材料任何痕量的有机物质， 从而在植入后，该骨再生材料能够良好地整合至体内，并且该骨再生材料是生物相容的，并 且与其经由骨传导来放置其内的生物环境相互反应。
【发明内容】
[0010] 在这种情况下，本发明涉及一种制造骨再生材料的方法，所述方法包括：
[0011] 使含羟基磷灰石和有机物质的骨材料与提取液接触以产生液相以及含羟基磷灰 石固相，所述液相含有所述有机物质以及来自所述骨材料的可选的杂质，所述羟基磷灰石 固相含有所述羟基磷灰石；以及
[0012] 使所述液相和所述羟基磷灰石固相分离。
[0013] 例如，可由文献US5417975和W096/12509知晓该类型的方法。更具体地，文献 US5417975公开了天然来源的熟知骨再生材料（Bi〇-OSS? ：)的制备方法，文献W096/12509 公开了骨传导性材料的制备方法。
[0014] 除了改进天然骨再生材料的骨传导性之外，它们的生产还能够回收屠户和屠宰场 处的有机废弃物，这些有机废弃物形成了具有大量骨材料的低成本来源。
[0015] 在US5417975的方法中，首先对骨材料进行脱脂，随后将其放置在伯胺或氨的热的 水性溶液中（优选地温度在80°C和200°C之间），其中，有机物质被降解并且通过在加热至20 °C和60 °C之间的温度且有利地在至少10cm/小时的水流速下的去离子水中的后续的冲洗而 溶解为最终的提取液。
[0016] 通过将骨材料浸渍在于80°C和120°C之间的温度下回流加热的有机溶剂，诸如甲 苯或甲基环己烷中来完成脱脂。
[0017] 根据US5417975,骨材料和所述加热的水性溶液之间的接触时间取决于材料的粒 度，伯胺或氨溶液的反应性以及该水性溶液被加热的温度。通常来讲，该时间在2小时和200 小时之间。例如，对于在118°C下用乙二胺水性溶液处理直径为lcm的骨材料样品，需要至少 50小时的处理时间来得到令人满意的有机物质的降解度(使得在冲洗后，有机物质的保留 含量低于150ppm)。
[0018]随后，在250°C和600°C之间的温度下对如此处理的骨材料进行空气干燥，直至材 料的重量稳定在恒定值。为了得到高纯度的骨再生材料，即，在该骨再生材料中，有机物质 的含量低于150ppm，利用去离子水的冲洗步骤必须连续地进行5天至25天。
[0019]遗憾地是，所述方法具有若干限制。首先，该方法使用有机溶剂进行处理，而在处 理后剩余的有机溶剂不能回收且必须处理。接下来，该方法涉及在60°C的胺浴中处理超过 50小时，随后用持续流动的去离子水冲洗至少5天。明显地，该方法的漫长时间（至少5天）以 及涉及利用必须被处理的污染性有机产品就意味着所述方法在工业规模是昂贵且难以实 施的。
[0020] 本发明的目的是通过提供一种能够较快制造不含任何痕量有机物质的骨再生材 料的方法来克服现有技术中的不足，该方法易于实施，并且该方法的步骤限制了对环境的 不利影响，并且所产生的副产品易于处理。
[0021] 此外，本发明的目的是提出一种生产骨再生材料的方法，在所述方法中，所有的步 骤能够以工业规模连续地或半连续地在单一反应器中进行。由于本发明的方法在产率、能 耗方面尤其有效并且仅使用相对低成本的试剂，诸如，水和氢氧化钠，此外能够实现"绿色" 方法，即环境友好的方法，因此容易得到该工业适用性。
[0022] 在实践中，所述方法必须使在利用本发明的制造方法得到的骨再生材料中，有机 物质的含量低于150ppm。
[0023] 有利地，所述方法必须使所制得的骨再生材料含有含量低于130ppm的蛋白并且完 全不含完整的蛋白质或肽，特别是朊病毒。
[0024] 为了解决该问题，本发明提供了如上所述的方法，其特征在于，所述提取液为加热 至150°C和300°C之间且处于1500kPa和3500kPa之间压力下的水性提取液，并且分离出的所 述羟基磷灰石固相形成所述骨再生材料。
[0025]据观察，已经令人惊奇地是，在所谓"强化的"条件下，即在150°C和300°C之间的温 度以及1500kPa和3500kPa之间的压力下，使骨材料与水性提取液接触而将所有不期望的有 机物质和其它不期望的杂质提取在液相中，来允许生产仅含有形成骨材料的羟基磷灰石的 羟基磷灰石固相。对于其它不期望的有机物质和其它不期望的杂质，如果它们存在于固相 中，则将损害羟基磷灰石的生物相容性，并且在作为骨植入物插入时，增加排斥的可能性。 在强化条件下，水的特性使其既作为溶剂又作为试剂。在所述方法中使用的高温即150°C和 300°C之间的温度具有如下影响:增加的水的解离（以及因此增加其反应性）；使各个反应加 速，尤其是水解反应;并且显著降低溶剂的粘度。当使用液体试剂处理不溶性多孔固体时， 由于固体基质中液体的扩散速率决定了效率和化学交换速率，所以降低溶剂的粘度这一性 质是有利的。
[0026]在这一完全出乎意料的情况下，作为本发明的一部分已经表明，在本发明的温度 和压力条件下所进行的提取和冲洗步骤只需约2小时至5小时的时间，这与现有技术不同， 尤其是在其中该时间接近50小时（即，高10倍）的文献US5417975不同。更具体地，根据本发 明，提取步骤本身小于1小时，这就大大限制了能耗并且使得本发明的方法更加有效和工业 上适用。
[0027]此外，温度和压力的这些条件使得在正常温度和压力条件下不溶于水的有机化合 物增溶。同时，羟基磷灰石在该强化条件下在水相中保持不溶。
[0028] 任选地，在所述干燥步骤之前，使第一接触步骤和所述分离步骤重复若干次。
[0029] 有利地，本发明的方法进一步包括:额外的干燥步骤，对所述羟基磷灰石固相进行 干燥以得到干燥的羟基磷灰石固相。
[0030] 有利地，在利用本发明的方法处理之前，所述羟基磷灰石固相的重量对应于所述 骨材料的重量的55 %和65 %之间，优选57 %和62 %之间。
[0031] 优选地，在220°C和250°C之间，有利地低于240°C的温度下，使骨材料与水性提取 液接触。
[0032] 据观察，有效地是，对于本发明的部分，在这些温度下，所述方法实现了最佳效率， 即，所述方法允许制造在其中蛋白含量严格低于130ppm的骨再生材料，较高的温度导致有 机物质中所含的蛋白以及它们的初始水解残余物的过快分解，也即促进不溶固体有机残余 物形成在羟基磷灰石相中，其中，该有机残余物不能经提取液提取，而其存在可能损害再生 材料的生物相容性。
[0033] 可替代地，在2500kPa和3000kPa的压力下，使骨材料与水性提取液接触。
[0034] 有利地，所述水性提取液为水或碱性pH的水性浓缩液，该碱性pH的水性浓缩液例 如由浓度在0.5N和1N之间，优选在0.6N和0.9N之间的强碱(优选碱性氢氧化物)溶解在水中 来形成。
[0035] 据观察，