专利名称：：促进骨诱导和骨移植物结合的骨移植物处理的制作方法
技术领域：
：本发明一般涉及骨移植物和骨移植物材料的制备方法。本发明还涉及植入体，例如适合插入椎间隙的植入体和适合用于矫形外科应用的植入体。
背景技术：
：骨移植物可用于修复由于疾病、创伤或外科手术导致损伤的骨。以下情况可采用移植物当某些药物存在下或疾病状态如糖尿病导致治疗受损时，当外科手术期间切除了大量骨或盘物质时，或者当需要骨融合以提供稳定时。例如，在某些类型的脊柱融合中，采用骨移植物代替椎骨间的缓冲盘物质。骨移植物材料包括合成和天然的骨。天然骨可取自移植物受体(自体移植物)；或者可取自其它来源(同种异体移植物)，例如尸体；或(异种移植物)，例如牛。自体移植物具有免疫原性降低、骨诱导性较强等优点，但也存在供给部位患病和适用于移植物的骨来源有限等问题。另一方面，同种异体移植物的供应源较大并且可储存多年，但其骨诱导性较小。骨传导性和骨诱导性都有助于骨成形。如果能够为参与骨成形的细胞或细胞基质(如，破骨细胞、成骨细胞、脉管系统、间充质细胞)提供结构框架或微观和宏观支架，则移植物材料是骨传导性的。另一方面，骨诱导性材料刺激宿主间充质细胞分化形成成软骨细胞和成骨细胞。天然骨同种异体移植物材料可包括皮质骨或松质骨。松质骨的区别特征在于其相对于皮质骨的高孔隙率，提供更多游离的表面和在这些表面上保留的更多多孔结构。这提供了既有骨诱导性又有骨传导性的移植物材料，但一般不具有显著的承重能力。然而通常认为骨成形的最佳促进作用需要最小临界量的松质骨。皮质(致密)骨比松质骨具有更大的强度或承重能力，但骨传导性较小。例如在人体中，仅20%大型皮质同种异体移植物在5年内结合完全。延迟或不完全结合可引起微动，导致同种异体移植物周围的宿主骨吸收。更佳的骨移植物材料能够组合显著的承重能力与骨诱导性和骨传导性，针对开发这种移植物材料已进行了许多努力。一些同种异体移植物包括哺乳动物尸体的,，经去除所有软组织、包括骨髓和血液处理后，织构化形成许多具有选定尺寸、间隔和深度的孔。然后优选在稀酸溶液中浸渍织构化骨片段使其去矿物化。去矿物化骨可暴露骨诱导因子，但深度的骨去矿物化也降低了机械强度。同种异体移植物也可由有机骨基质形成，具有从一个表面延伸通过骨基质到达另一表面的穿孔，从而形成相对表面间的连续通道。有机骨基质由天然骨部分或完全去矿物化得到。虽然穿孔增加了移植物材料的支架潜力并也可填充有骨诱导性材料，但穿过移植物整个直径的有机骨基质穿孔也降低了其承重能力。部分去矿物化的皮质骨结构可以表面去矿物化以浸入骨生长促进物质如骨形态发生蛋白(BMP)制备植入物。虽然这种设计能使周围组织更多地接触生长促进因子，但使大量生长促进因子粘附于移植物材料所需的表面去矿物化作用降低了同种异体移植物的机械强度。去矿物化骨同种异体移植物材料可市售获得且广泛使用，虽然去矿物化使同种异体移植物表面下方的BMP暴露，但这些材料缺乏提供最佳骨移植物材料所需的机械强度，而且处理也不能使足够的BMP暴露而在促进骨诱导方面具有显著意义。需要的是，组合了松质骨的骨诱导性和骨传导性以及皮质同种异体移植物材料提供的承重能力的骨移植物材料。发明概述本发明提供一种能够保留生物活性剂的骨移植物材料("骨移植物")，以便于宿主骨结合同时维持承重能力，所述骨移植物的至少一个表面上具有至少一个凹坑；以及至少一个插入凹坑的栓塞。栓塞可由一种或多种多孔材料形成。在一个实施方式中，栓塞可包括松质骨。在其它实施方式中，栓塞可由多种天然或合成材料、或两者的组合而形成。本发明还提供了构建能够保留生物活性剂的骨移植物的方法，所述方法包括在骨移植物的至少一个表面上形成至少一个凹坑，以及形成插入凹坑的栓塞。本发明还提供了减少植入后的骨移植物的结合时间的方法，所述方法包括在所述骨移植物的至少一个表面上形成至少一个凹坑，和将生物性或非生物性栓塞插入所述凹坑以吸收生物活性剂并将其保留在凹坑内，形成凹坑使其具有能够通过流体静力吸引增加生物活性剂的保留的形状，或者这两种方式的组合。当一个或多个凹坑的形状能够增加保留在凹坑内的流体的流体静力吸引时，本发明所述骨移植物也能保留生物活性剂。栓塞可以插入或不插入这些凹坑内，因为无论栓塞是否插入凹坑形状都能促进流体保留。本发明还提供了骨移植物系统或套装，其包括骨移植物，所述骨移植物的一个或多个表面上形成有凹坑；以及用于插入所述凹坑的栓塞或己经插入一个或多个凹坑的栓塞。这种套装还可包括适合施加到骨移植物凹坑的生物活性剂等分试样。附图简要说明图1显示了本发明所述骨移植物中提供的凹坑4和互补几何形状的对应栓塞2的侧向截面视图。图2显示了通过流体静力吸引将流体保留在凹坑内的凹坑形状的侧视图。这种凹坑典型地但不必需具有以下性质开口直径6小于凹坑基部直径8。图3显示了本发明骨移植物12中可选实施方式的凹坑2与栓塞4的组合的截面视图。在3a中，凹坑4被栓塞2基本填满。在3b中，当栓塞2位于凹坑4中时栓塞2和凹坑4之间形成储库10，从而匹配在凹坑开口内但不填满凹坑。而是将栓塞设置在开口内导致栓塞与凹坑底部和侧部之间留下流体间隙。3c中，栓塞2位于相似形状的凹坑4内而形成储库。图4是本发明所述一个实施方式的骨移植物12的侧视图，其中，凹坑4的至少一个内表面经去矿物化形成去矿物化区域14。图5是显示凹坑高度、凹坑开口直径以及凹坑内选定流体(盐水、水、骨髓抽吸物(BMA)、骨形态发生蛋白(BMP-2))的表面张力之间的关系的图。对于给定流体，如果凹坑直径/高低比在曲线下方，则向下取向时表面张力能够将流体保留在凹坑内。图6是显示对于盐水、水、BMA和BMP-2的直径与空穴高度间的关系的图。图7A显示了采用诸如圆头槽铣刀16的工具通过钻孔或研磨在骨移植物12中形成凹坑4的方法。如箭头所示，所述工具随着侧向旋转而纵向向下运动。采用这种工具和方法可实现多种形状。一种该形状如图7B所示。图8A是在两个表面上形成凹坑4的本发明骨移植物12的截面图。图8b是本发明骨移植物12中形成的凹坑4的翻转截面图，凹坑2中的流体形成凹坑开口6正上方的柱体18。图9是一柱形图，测定了未处理的同种异体移植物、未处理的同种异体移植物和rhBMP-2、带有直线凹坑的同种异体移植物以及带有直线凹坑和rhBMP-2的同种异体移植物的剪切强度(N/mm2)。图10是一柱形图，显示了与未处理同种异体移植物相比，带有直线凹坑的同种异体移植物以及带有直线凹坑和rhBMP-2的同种异体移植物的剪切强度变化百分比。发明详述发明者发现，可采用皮质同种异体移植物或合成骨材料来形成骨移植物材料("骨移植物")，该材料组合了骨诱导和骨传导特性与承重能力。本发明骨移植物结合了松质骨的有益性质同时保留了皮质骨的优异承重能力。本文所用术语"骨移植物"包括天然骨同种异体移植物如皮质骨，用于形成骨移植物替代品的合成材料，以及天然和合成材料的组合。适用于形成同种异体移植物的合成材料包括例如，珊瑚羟基磷灰石、磷酸三钙和羟基磷灰石、硫酸钙、Bioglass⑧颗粒(诺氏产品公司(NovaboneProducts),Alachua,佛罗里达)、a-磷酸三钙、碳酸钙以及多种陶瓷材料。与目前矫形应用中的同种异体移植物或合成移植物材料相比，本发明提供能更快更均一地融合、更均一的成品的骨移植物，并且能够减少疼痛。本发明骨移植物包括同种异体移植物或异种移植材料。本发明所述骨移植物具有天然同种异体移植物或合成骨提供的承重性质并且结合骨移植物中形成的凹坑所提供的骨诱导性质，不仅增加了表面积而且使植入物/宿主接合处可存在生物活性剂。生物活性剂可以是骨诱导性因子。这些试剂通过以下方式保留在骨移植物的凹坑中将插入凹坑中的栓塞，或形成凹坑以增加凹坑内通过静水压力的流体保留，或者这两种方式的组合。本发明还提供了将生物活性剂保留在植入的骨移植物中的方法。本文所用"生物活性剂"包括一种或者两种或多种生物活性因子的组合，例如骨生长促进细胞因子如骨形态发生蛋白(BMP)、LIM矿化蛋白(LMP)、微粒骨、CHRYSALIN、骨髓抽吸物、浓縮的骨髓抽吸物、去矿物化骨基质(DBM)、生长分化因子如GDF-5、抗炎因子如TNF抑制剂、抗感染药、间充质细胞、造血细胞、成骨前体细胞、或各种类型的干细胞、疼痛缓解剂、或它们的组合。非聚合的造血细胞凝块，例如Paseher等的美国专利申请序列号10/457,000(公开号20040037819)中所述的凝块可用作本发明骨移植物中的生物活性剂，用于递送生物活性剂。本领域技术人员已知的许多生物活性剂适用于本发明骨移植物和方法中。生物活性剂可以调节释放的形式提供，例如在含有一种或多种生物活性剂的聚合物制剂中以控制试剂的溶出或扩散，包含功能涂层以延迟生物活性剂的溶出或释放，或其它类似组合物例如本领域技术人员己知的调节释放的微球。D丄.Wise编著的的《药物控制释放技术手册》(HandbookonPharmaceuticalControlledReleaseTechnology,MD有限公司(MarcelDekker，Inc.),纽约(2000)中提供了配制适用于本发明的调节释放组合物的实例和说明。本发明提供了骨移植物以及增加骨移植物/宿主骨接合处可获得的至少一种生物活性剂如BMP的方法，从而降低骨移植物结合所需的时间。不添加BMP时插入的同种异体移植物的结合通常需要12到18个月。当同种异体移植物和宿主骨终板间的接合处存在BMP时，结合所需时间将縮短三分之一到一半。脊柱融合期间较快的结合和骨融合可减少沿同种异体移植物/宿主终板界面不希望的运动。如本文所用，"凹坑"是指骨移植物至少一个表面下方形成的限定空间或沉入或陷入相邻骨移植物表面的区域，该术语可与"凹陷"、"空穴"、"凹进"、"空穴"或"空洞"等术语互换使用。凹坑可以是各种尺寸和形状，例如直径约2毫米、深度约3毫米，或者直径约l毫米、深度约1毫米。通常，宜形成深度直径比至少约为2到1的凹坑以便流体保留在凹坑内。也可以形成开口处宽度大于底部的凹坑，以更便于插入栓塞，或者底部宽度大于开口处以通过流体静力提高栓塞保留或流体保留在凹坑内。所选凹坑的深度和直径尺寸应增加同种异体移植物表面与骨诱导因子的接触，同时维持同种异体移植物的结构完整性和承重能力。凹坑可在合成材料形成的骨移植物中形成。所需凹坑模式和形状也可在天然同种异体移植物或合成材料形成的"空白"骨移植物中形成。可通过本领域技术人员已知的方式形成凹坑，例如激光钻孔、机械钻孔、计算机数字控制(CNC)辗磨和加压成形。凹坑可以是均一或非均一截面形状，可以是圆形、半圆形、圆锥形、矩形或具有圆锥形部分的圆柱形(尤其是底部)。凹坑可以轴对称或不对称。本领域技术人员可以确定特定骨移植物中凹坑的适当形状。应根据所需部位和同种异体移植物的必需承重能力来选择凹坑密度和直径以及凹坑深度。发明者推荐，例如对于较重的承载应用，单个凹坑直径在同种异体移植物中应尽可能地小。与宿主骨相接的表面上可采用较大的凹坑(深度和直径方面)，而在骨移植物中其它部分采用较小的凹坑。确定凹坑深度时应考虑骨移植物的结构完整性和承重能力。通常不希望采用横向于骨移植物整个直径(即"贯穿")的凹坑或者可能显著降低骨移植物承重能力的凹坑深度。宿主骨与骨移植物接触表面上凹坑尤其有益，因为植入骨移植物的目的之一是使宿主骨生长到凹坑内。当宿主骨扩张进入凹坑时，成骨细胞增加新骨同时破骨细胞除去骨移植物的骨材料。通过"匐行置换"，骨移植物形成结合并最终被宿主骨组织取代。一个或多个凹坑内部可以经过处理以使凹坑内表面去矿物化，如图4所示，显示凹坑4具有沿其内表面的去矿物化区域14。可通过例如在凹坑内施加盐酸(例如，0.6MHC1)然后冲洗去除酸来使凹坑去矿物化。凹坑去矿物化的程度应有限度而不会明显到影响同种异体移植物的结构完整性和承重能力。在一个本发明实施方式中，骨移植物中形成的一个或多个凹坑内可设置由多孔材料形成的栓塞。"多孔"栓塞是具有足够渗透性或孔隙率以吸收或吸附至少最少量的包含至少一种生物活性物质的流体、糊剂或油灰的栓塞。如图1A-图1D所示，本发明骨移植物中可形成各种几何形状的凹坑4并可具有插入其中的互补形状的栓塞2，如图所示。在一个本发明实施方式中，栓塞2基本上填满凹坑4(图3A)。在另一个实施方式中，栓塞位于凹坑中，使得栓塞底部与凹坑底部间形成的空隙成为栓塞与凹坑底部和侧部之间的储库10，如图3B和图3C所示。栓塞与对应的凹坑形状互补，可以是不规则形状，例如可以是楔形、圆锥形、或椭圆形，可以有弯曲、直线或是适合各种栓塞设计的其它表面。任何一个凹坑内可设置有一个或一个以上的栓塞。栓塞可由生物或非生物材料制成，包括多孔合成材料、松质骨、多孔胶原、明胶、透明质酸、纤维素、淀粉、磷酸钙或其组合。栓塞可由自体移植物、同种异体移植物或异体移植物材料形成。栓塞可置于包含生物活性剂的液体中从而在设置到骨移植物凹坑之前吸收这些试剂，或者在一个或多个栓塞被设置到凹坑中之后将骨移植物置于一种或多种生物活性剂中。骨移植物最终组装之前凹坑可填充有生物活性剂，或者在进行骨移植物外科植入之前在手术室中填充。可利用栓塞实现凹坑储库的多孔密封(图3B和3C)，或者填充凹坑(图3A)以保留生物活性剂。栓塞可插入尚未事先施加生物活性剂的凹坑内，或者生物活性剂可在栓塞插入凹坑之前施加。将生物活性剂施加于栓塞可通过以下方式实现使栓塞浸透在试剂中，采用注射器或其它施加器，在栓塞被设置到凹坑之前或之后使生物活性剂被吸收或吸附于栓塞，或者本领域技术人员已知的其它方式。糊剂、油灰或其它组合物也可沿同种异体移植物涂敷，从而在一个或多个栓塞插入之前或之后填充凹坑。插入栓塞，使栓塞顶部与同种异体移植物的表面对齐或者陷入同种异体移植物表面下方。在一个本发明实施方式中，形成的凹坑使凹坑形状能够降低凹坑开口上的流体力并增加凹坑内的流体滞留。有或没有栓塞，这种凹坑都能使生物活性剂滞留其内。图2显示了能够增加流体滞留的凹坑形状。这种凹坑可由本领域技术人员采用各种方式如适当尺寸的圆头球磨头槽铣刀来实现。这些凹坑开口处的直径10通常小于凹坑底部直径12。一旦倒置，重力推动柱内流体抵靠凹坑开口，施加的力基于直接位于开口上方的流体柱直径的基础上，而不是基于整个凹坑内的流体块的质量。本领域技术人员可确定能够增加凹坑内流体静压和表面张力的凹坑形状和尺寸，注意如果凹坑入口上方的流体净重小于作用于凹坑入口处的流体张力，凹坑倒置时流体通常被保留在凹坑内。表面张力和密度未知的流体的表面张力和密度可由本领域技术人员根据实验确定而无需过多实验。一旦确定，使用以下公式计算凹坑尺寸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中，\￥=凹坑入口上方流体柱的重量，(达因)CH凹坑入口上方流体柱投射的直径，(厘米)A-基于凹坑入口处直径的凹坑截面积，(平方厘米)p二凹坑内包含的流体密度，(克/立方厘米)厂凹坑内包含的流体表面张力，(达因/厘米)§=重力常数，(厘米/平方秒)11=流体柱高度，(厘米)使用这些参数在图5中显示了凹坑直径与凹坑高度的关系，其中，对于给定流体，如果凹坑直径/高度比位于曲线下区域中，当凹坑开口向下取向时表面张力能够将流体保留在凹坑内。参考以下非限制性实施例进一步阐述本发明。实施例实施例1采用羊骨皮质缺损模型进行研究以筛选同种异体移植物构建物。采用组织形态测定法、组织病理学方法和生物机械方法比较不同的同种异体移植物形成。组织病理学和组织形态测定方法表明，BMP和同种异体移植物表面縮陷(ASD)的组合在增强宿主与移植物组织之间的骨重塑与整合方面具有协同作用。该计划范围涉及填充有同种异体移植物构建物的羊胫骨和跖骨中形成的4毫米直径缺损的非脱钙组织学处理和生物机械测试。评价了六种不同的同种异体移植物治疗，如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>縮写SDM:表面去矿物化的同种异体移植物；ASD:带有表面縮陷的同种异体移植物；SDM+BMP:表面去矿物化的同种异体移植物+rhBMP-2;ASD+BMP:带有表面縮陷的同种异体移植物+rhBMP-2;ASD+DBM:带有表面縮陷的同种异体移植物+去矿物化骨基质简言之，在羊的胫骨和跖骨中形成8个单侧4毫米直径的缺损。皮质骨内缺损位置的指定縮写如下极近端胫骨(t-vp)，近端胫骨(t-p)，远端胫骨(t-d)，极远端胫骨(t-vd)，极近端跖骨(m-vp)，近端跖骨(m-p)，远端跖骨(m-d)和极远端跖骨(m-vd)。在八只羊中各自形成八个缺损。表1显示了各个缺损进行生物机械或组织学评价的分配。样品制备将来自处死的羊的胫骨和跖骨进行标记并从尸房运输到整形外科生物工程研究所(OrthopaedicBioengineeringResearchLab，科罗拉多州立大学，FortCollins,科罗拉多州)。通过术中外科标记物和视觉观察鉴定缺损。采用Exakt骨锯(依克撒科技公司(ExaktTechnologies),俄克拉荷马城，俄克拉荷马州)小心切开缺损及周围的骨。对于进行生物机械测试的缺损，尽可能保留4-5厘米的宿主骨以安装和定位在测试固定装置中。对于组织学样本，缺损周围保留不超过1厘米的骨。每个生物机械和组织学样本沿矢状面和冠状面进行X射线照相。非脱钙组织学将经修整的样品浸渍到70。/。乙醇(ETOH)中1周进行固定。样本在Technovit7000浓度增加的分级ETOH溶液(70%、95%和100°/。)中大约3周的时间进行脱水(包埋树脂)。最终溶液包含100。/。的包埋树脂(embeddingresin)并通过光活化聚合。使用Exakt金刚石刀刃骨锯(依克撒科技公司，俄克拉荷马城，俄克拉荷马州)，从样本块沿缺损纵轴线切割两个切片。用Exakt微磨机研磨切片至10-20微米厚度，改良的范吉森(VanGieson)骨染料染色，用于定量评价移植物在骨基质内的结合、骨再生以及组织对生物材料的反应的病理学评价。用改良范吉森染料染色切片，提供骨(红色)、植入物(不透明)、类骨质(绿色)和纤维组织(蓝色)之间鲜明的颜色对比[数据未示出]。组织形态测定分析使用图像专业成像系统(ImageProImagingsystem,媒体控制公司(MediaCybernetics),SilverSpring,马里兰州)和尼康E800显微镜(AG公司(AGHeinze)，LakeForest,加利福尼亚州)、SpotRT数码相机(诊断器械公司(DiagnosticInstruments),Sterling,Heights,密西根州)获取组织图像。移植物和宿主组织非常相似，导致自动分段不可靠；因而需要手动选择移植物组织。测得的组织形态测定参数包括移植物填充缺损的百分比，骨填充缺损的百分比，移植物填充骨膜骨痂的百分比，骨填充骨膜骨痂的百分比，移植物填充骨内骨痂的百分比，移植物填充骨内骨痂的百分比，骨膜骨痂高度(,)和骨内膜骨痂高度(mm)。组织病理学分析采用以下指标，基于55个切片评价再生组织的正常性及对移植物材料的细胞反应是否存在同种异体移植物栓塞(是或否)；炎症细胞(0-无，1=一些，2=很多)；同种异体移植物重吸收程度(0=无，1=0-25%，2=25-50%，3=50-75%，4=75-100%);同种异体移植物结合占优势的表面(E^骨内膜，P:骨膜，B=E和P，H:宿主骨，A二所有表面)；同种异体移植物的破骨细胞重吸收活性(0=无，1=一些，2=广泛)；成骨细胞成骨活性(0=无，1=一些，2=广泛)；同种异体移植物内的新骨重塑(0=100%网状骨，1=一些，主要网状，2=主要层状，一些网状，3=完全重塑成层状骨)；缺损内是否存在纤维或软骨组织(是或否)；同种异体移植物与宿主骨的融合(0-骨融合，1=纤维包囊，2=混合的骨和纤维融合)；同种异体移植物栓塞延伸(E-延伸到髓腔内，P:从骨膜表面延伸，C-包含在皮质内)；骨痂描述(0=无骨痂，B-骨膜骨痂和骨内膜骨痂，E二骨内膜骨痂，P二骨膜，X=不能评价)；较大的骨痂，如果适用^=骨内膜，P二骨膜；骨内膜骨痂尺寸(0=无或最小，1=0-25%的皮质厚度，2=25-50%的皮质厚度，3=50-75%的皮质厚度，4=75-100%的皮质厚度)；骨膜骨痂尺寸(0=无或最小，1=0-25%的皮质厚度，2=25-50%的皮质厚度，3=50-75%的皮质厚度，4=75-100%的皮质厚度)；骨痂重塑(O400。/。网状骨(wovenbone)，1=一些，主要网状，2=主要层状，一些网状，3=完全重塑成层状骨)。生物机械测试处死当天测试所有生物机械样本。在Exakt锯上定位和切开后，即对样本进行标记并包裹在浸透盐水的纱布中。切割各个样本，使同种异体移植物构建物垂直于负荷取向。简言之，将胫骨或跖骨的矢状截面横向切割成各自具有两个缺损的远端和近端。将样品安装在对齐夹具上，以承受栓塞植入物相对于皮质表面的垂直负荷。对齐可通过以下方式实现定向骨膜表面上的栓塞移植物(更容易观察)，一旦对齐，测试样本翻转180度而从骨内膜表面推出。实际测试期间对齐夹具(虽然仍然附连于样本)不再对样品提供支持或定向。涉及使同种异体移植物栓塞对齐而推出的过程的详细描述如下所述。将宿主骨切片安装在1厘米厚的胶合支持板上，胶合支持板约19.5cmX13.5大小，中间切除8cmX5.5cm的方形断面。同种异体移植物栓塞大约在支持板孔的中央定向，并用干式壁螺钉和热胶使宿主骨切片附连于支持板。用干式壁螺钉将带有两个螺旋千斤顶保持架的转盘附连于支持板。然后将该组件置于钻孔压片机上。将反应板和反应板保持组件插入钻孔压片夹盘内。进行预试验之后，将反应板的孔间隙调节到1.5毫米，从而简化同种异体移植物栓塞的视觉对齐。使用3.5毫米直径的导向杆以使反应板孔与同种异体移植物栓塞对齐。用四个螺旋千斤顶升高、降低和倾斜转盘，使导向杆与同种异体移植物栓塞对齐。然后取出导向杆，使反应板下降到宿主骨。利用镜像俯视反应板孔和调整同种异体移植物栓塞，进行进一步的视觉观察和微调。用两个压制钳夹组件将支持板固定在钻孔压片台上。使四个角撑架附连于反应板，四个无头螺钉插入胶合支持板。升高反应板，将具有热胶圈的纸带设置在同种异体移植物周围。反应板下降至胶而形成承载面。小心不要让任何胶体沾染到同种异体移植物栓塞或反应板孔上。通过将无头螺钉热胶粘到角撑架上，使反应板附连于支持板。胶体干燥后，从转盘取下支持板。翻转反应板，使用另一个常规固定装置将其连接于OBRL伺服-水压测试系统(MTS858，EdenPrairie，明尼苏达州)。样本定向之后，一表面平整的3.5毫米直径的针以2毫米/分钟的移动速率对同种异体移植物栓塞施加负荷，以100Hz获取负荷和移动数据。一旦到达断裂负荷，即停止测试。同种异体移植物栓塞被推出后，从支持板上取下宿主骨样本。将第二同种异体移植物栓塞在支持板孔中央取向并将宿主骨重新附连于支持板。重复上述过程。栓塞被推出后，拍摄样本照片，并将样本包裹在浸透盐水的纱布中置于冷却器内。以后从冷却器中取出样本，用Exakt锯将同种异体移植物栓塞孔一切为二。用数码卡尺测得孔处的皮质骨厚度。采用单向ANOVA确定同种异体移植物处理对生物机械(极限负荷，剪切强度和剪切模量)和组织形态测定分析(缺损内骨百分比，缺损内移植物百分比，骨膜骨痂内骨百分比，骨膜骨痂内移植物百分比，骨内膜骨痂内骨百分比，和骨内膜骨痂内移植物百分比)的影响的分析。如果发现处理具有显著性作用，则使用邓肯多重比较来确定各处理间的差异。所有统计学分析采用SAS统计软件(Cary，北卡罗来纳州)在显著性水平a=0.05下进行。各处理间所有的生物机械性质(极限力、剪切强度和剪切模量，所有都>0.05)没有显著性差异。推出期间可见BMP处理的同种异体移植物栓塞向更大极限负荷和剪切强度的轻微趋势，但并不显著。然而，虽然BMP组合的生物机械结果没有差异，如上所述在组织形态测定和组织病理学研究中具有协同作用。对于同种异体移植物和异种移植物处理，显著更多的移植物保留在缺损中(p<0.005)，对于ASD+BMP处理组，缺损内测得显著更大百分比的骨，而同种异体移植物(未处理)组缺损内比其它治疗组具有显著更少的骨(pO.OOl)。与其它治疗组相比，同种异体移植物组骨膜骨痂内具有显著更少百分比的骨(p<0.05)。发现各处理组的骨膜骨痂内移植物百分比(pi.88)以及骨内膜骨痂内移植物和骨的百分比(分别为p-0.18和p-0.57)之间不存在显著性差异。ASD+BMP显示最一致的重塑，并且栓塞与大部分重塑的同种异体移植物栓塞结合。对于ASD处理，表面縮陷似乎有利于主动骨成形和重塑。BMP-2似乎有助于成骨细胞活性。带有BMP带有表面縮陷的结果提示协同作用。如所预期的那样，异种移植物显示免疫应答(即炎症反应)。实施例2:根据实施例l所述方案，申请人拍摄本发明骨移植物的照片。照片(未示出)显示了用改良的范吉森染料染色的非脱钙组织学，从而提供骨、植入体、类骨质和纤维组织间的对比。一幅照片显示了用作植入体的平滑未处理的皮质同种异体移植物骨。其它照片显示了具有1毫米直径X1毫米深度表面凹坑的同种异体移植物骨形成的骨移植物的结合。拍摄以下照片(l)带凹坑的同种异体移植物，(2)带凹坑的同种异体移植物与重组人骨形态发生蛋白(rhBMP-2)，禾n(3)带凹坑的同种异体移植物加上去矿物化骨基质(DBM)。组织形态测定，BMP和同种异体移植物表面縮陷(ASD)的组合具有协同作用，能够增强骨重塑以及宿主与移植物组织间的融合。实施例3根据实施例1的方案，采用羊皮质缺损模型筛选同种异体移植物构建物。使用组织病理学、组织形态测定和生物机械方法比较不同的同种异体移植物表面处理。通过编译这些数据，可增加样品数量并降低变异性。组织病理学分析和组织形态测定，BMP与带有线性凹坑的同种异体移植物的组合显示增强骨重塑以及宿主与移植物组织之间融合的协同作用。对测定的生物机械反应上处理没有统计学显著性作用。结果如表9和10所示。图9的柱形图指出剪切强度(牛顿/平方毫米)，其中，剪切强度F/(兀DH);F—及限力(N);D:圆柱形植入体外径(所有情况下4毫米)；H-穿过皮质骨界面的平均厚度(毫米)。测试并比较未处理的同种异体移植物，未处理的同种异体移植物和rhBMP-2，带有直线凹坑的同种异体移植物以及带有直线凹坑和rhBMP-2的同种异体移植物。图10的柱形图指出了与未处理的同种异体移植物相比，带有直线凹坑的同种异体移植物以及带有直线凹坑和rhBMP-2的同种异体移植物的剪切强度变化百分比。带有直线凹坑和rhBMP-2的同种异体移植物显示剪切强度百分比增加，优于其它两种样品。本文引用的专利和科学文献建立在本领域技术人员可获得的知识的基础上。本文引用的所有美国专利以及出版或未出版的美国专利申请结合于此作为参考。本文引用的所有出版的外国专利和外国专利申请结合于此作为参考。本文引用的所有其它出版的参考文献、文件、手稿和科学文献结合于此作为参考。虽然参考其优选实施方式具体显示和描述了本发明，本领域技术人员应理解，形式和细节上可进行各种改变而不背离所附权利要求书囊括的本发明的范围。权利要求1.一种骨移植物，其包括a)在所述骨移植物至少一个表面上形成的至少一个凹坑，和b)用于设置到所述凹坑内的栓塞。2.如权利要求l所述的骨移植物，其特征在于，所述骨移植物由天然骨、合成材料或其组合形成。3.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述栓塞由至少一种选自下组的材料形成松质骨、多孔胶原、明胶、透明质酸、纤维素、淀粉、磷酸钙、多孔合成材料或其组合。4.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述凹坑含有生物活性剂。5.如权利要求l所述的骨移植物，其特征在于，在插入栓塞之前将生物活性剂施加到所述凹坑内。6.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述栓塞含有生物活性剂。7.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，在栓塞插入凹坑之前将所述生物活性剂施加于所述栓塞。8.如权利要求7所述的骨移植物，其特征在于，所述栓塞在插入凹坑之前浸透在包含至少一种生物活性剂的溶液中。9.如权利要求l所述的骨移植物，其特征在于，在栓塞在插入凹坑之后将生物活性剂施加于所述栓塞。10.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述栓塞的形状与所述凹坑形状互补。11.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述凹坑内表面去矿物化。12.如权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述凹坑具有开口，开口直径小于凹坑基部直径。13.—种在外科手术植入期间保留至少一种生物活性剂的骨移植物，其包括在所述骨移植物至少一个表面上形成的至少一个凹坑，所述凹坑深度与直径之比约为2:1。因子是GDF-5。14.一种用于将至少一种生物活性剂保留在骨移植物表面的储库，其包括a)在骨移植物至少一个表面上形成的凹坑，和b)设置在所述凹坑内的栓塞，以在所述栓塞和凹坑底部之间形成间隙。15.如权利要求14所述的储库，其特征在于，所述凹坑具有开口，开口直径小于凹坑基部直径。16.如权利要求14所述的储库，其特征在于，所述栓塞是多孔的。17.如权利要求14所述的储库，其特征在于，所述栓塞由至少一种选自下组的材料形成松质骨、多孔胶原、明胶、透明质酸、纤维素、淀粉、磷酸钙或其组合。18.如权利要求15所述的骨移植物储库，其特征在于，所述生物活性剂选自LIM矿化蛋白(LMP)、骨形态发生蛋白(BMP)、生长分化因子(GDF)、CHRYSALIN、骨髓抽吸物、浓縮的骨髓抽吸物、间充质细胞、去矿物化骨基质(DBM)、微粒骨、抗生素、抗感染组合物、疼痛缓解试剂或其组合。19.一种骨移植物，其包括在所述骨移植物的至少一个表面上形成的至少一个凹坑，一旦流体流入其中并插入栓塞，所述凹坑提供在凹坑开口上方的流体净重小于施加于凹坑开口的流体张力。20.—种用于将至少一种生物活性剂保留在骨移植物凹坑内的栓塞。21.如权利要求44所述的栓塞，其特征在于，所述栓塞是多孔的。22.如权利要求21所述的栓塞，其特征在于，所述栓塞由至少一种选自下组的材料形成松质骨、多孔胶原、明胶、透明质酸、纤维素、淀粉、磷酸钙、多孔合成材料或其组合。23.—种递送系统，所述系统包括a)骨移植物，所述骨移植物的至少一个表面上形成有至少一个凹坑；和b)用于插入所述凹坑的至少一个栓塞。24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述系统还包括生物活性剂。25.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述骨移植物在所述表面上具有多个凹坑。26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述多个凹坑均匀地间隔在所述骨移植物的表面上。27.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述多个凹坑以与相邻骨表面接触最多的构型间隔。28.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所有所述多个变形具有栓塞。29.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述多个变形的一部分具有栓塞。30.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述栓塞吸收或吸附生物活性剂并将其保留在所述至少一个凹坑内。31.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述至少一个凹坑具有能够携带生物活性剂的形状。32.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述至少一个凹坑具有有利于流体保留的形状。33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述形状通过流体静力吸引增加生物活性剂的保留。34.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述至少一个凹坑的形状选自不规则形状、规则形状、楔形、圆柱形、椭圆形、曲线形、方形、金字塔形及其组合。35.如权利要求34所述的系统，其特征在于，所述栓塞具有对应于所述至少一个凹坑的形状的形状。36.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述至少一个凹坑具有去矿物化的内表面。37.如权利要求36所述的系统，其特征在于，所述内表面通过应用盐酸去矿物化。38.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述骨移植物是体间融合装置。39.—种骨移植物，其包括a)至少一个表面上具有至少一个适合接纳至少一种生物活性剂的凹坑；和b)任选地，所述凹坑的栓塞，和c)包含在所述至少一个凹坑内的至少一种生物活性剂。40.—种骨移植物，其包括a)至少一个表面上具有至少一个凹坑，其中，所述凹坑形状适合增加至少一种生物活性剂在所述凹坑内的保留，和b)包含在所述至少一个凹坑内的至少一种生物活性剂。41.一种递送系统，其包括a)骨移植物，其包括至少一个表面上具有至少一个凹坑，所述凹坑形状适合增加至少一种生物活性剂在所述凹坑内的保留；和b)设置在所述凹坑内的至少一种生物活性剂。全文摘要本发明提供了骨植入体或骨移植物，骨移植物表面内生物活性剂的保留得到改善。骨移植物表面内形成凹坑，凹坑内具有置于其中的多孔栓塞以保留包括生物活性剂的流体。也可形成以下凹坑，其尺寸有利于凹坑内的流体通过流体分子的流体静力吸引而保留在凹坑内。文档编号A61L27/54GK101287506SQ200680027462公开日2008年10月15日申请日期2006年6月21日优先权日2005年6月22日发明者J·M·扎内拉,J·M·格洛斯,W·F·麦克凯申请人:华沙整形外科股份有限公司