一种骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨及其制备方法与流程

本发明属于治疗骨科疾病及美容整形的技术领域，特别涉及一种骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨及其制备方法。

背景技术：

当人体的骨骼受到损伤时，需要对骨骼进行修复。天然自体骨无论是骨传导性，骨诱导性还是成骨能力方面都是最理想的供体，被称为“金标准”。但是由于其来源有限，当缺损部位很大时，便无法提供足够的骨源。目前针对临床中骨缺损，使用的骨修复材料种类繁多，主要包含人工合成的羟基磷灰石，有机骨水泥，同种异体骨，α-磷酸三钙，β-磷酸三钙等产品。

羟基磷灰石是组成人体骨骼的主要成分。目前，人工合成的羟基磷灰石材料具有良好的生物相容性，但是其成骨活性不足。有机骨水泥以聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)为主，pmma骨水泥具有较好的生物相容性和力学性能而广泛应用于临床承重性骨填充，然而pmma骨水泥具有不可降解、固化过程放热量大、易引起炎症反应等特点限制了其临床应用。同种异体骨有引发免疫排异反应及传播疾病的隐患，此外还存在伦理问题的风险。α-磷酸三钙，β-磷酸三钙存在降解速度过快，造成、材料降解与骨替代速度不匹配的问题。

目前，含有骨形成蛋白(bmp-2)等活性因子的骨科产品，由于其特异的诱导性能，使得该类产品为骨修复带来了新的曙光，但是相关产品在其临床使用中，由于释放剂量无法控制易导致异位成骨，骨质增生，甚至癌症的风险。因此，有效控制活性因子的负载和释放，避免有害临床副作用的发生就显得尤为重要。

技术实现要素：

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨及其制备方法，该动物源矿化骨及其制备方法利用羟基磷灰石颗粒经过模拟体液溶液处理，再将活性因子稳固吸附于矿化后的颗粒表面，一方面解决了人工合成材料无法达到的孔隙结构，消除了同种异体骨抗原性以及伦理方面的问题；另一方面通过矿化处理，有效的控制调控钙离子以及负载活性因子的释放。

本发明的另一个目的在于提供一种骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨及其制备方法，该动物源矿化骨具有超高的结晶度和结晶纯度，并保留了天然骨的骨小梁，其孔隙相互连通有利于成骨细胞的黏附和生长。

发明人研究发现：针对骨骼的修复材料，需以接近人体骨骼构成的成分，才能最大限度地为人体所接受，例如羟基磷灰石材料，然而要将其与人体结合，不仅要考虑到材料的构成成分，还要有能够稳定地与附着活性因子的构造，这样才能充分发挥活性因子的作用，同时能够取代同种异体骨，消除同种异体骨的抗原性以及伦理问题。

基于此，本发明是这样实现的：

一种骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨，所述动物源矿化骨是将羟基磷灰石颗粒经过模拟体液溶液处理，再将活性因子稳固吸附于矿化后的颗粒表面即得。

本发明通过矿化后羟基磷灰石负载活性因子，将活性因子通过静电作用稳固吸附于无机矿化颗粒物表面。动物源矿化骨，其主要构成是羟基磷灰石，且表面具有微孔化结构，一方面解决了人工合成材料无法达到的孔隙结构，消除了同种异体骨抗原性以及伦理方面的问题；另一方面通过矿化处理，能够有效的控制调控钙离子以及负载活性因子的释放。

进一步，所述无机矿化颗粒是动物骨来源的矿物质，所述动物骨来源的矿物质是通过哺乳动物的四肢股骨干骺端松质骨部分，通过蒸煮、过氧化氢处理、高温初级煅烧等步骤处理获得的。

更进一步，所述动物来源的矿物质需要进行粉碎处理，粉碎到一定的粒径，优选的颗粒粒径在100μm-500μm之间，这样更适于细胞长入。

所述活性因子为生物因子，所述生物因子可以是但不局限于任何活性药物或者功能蛋白，包括血管内皮生长因子，骨形成蛋白，血清蛋白，纤连蛋白，玻连蛋白，层粘连蛋白，弹性蛋白和胶原蛋白以及其生物活性片段的衍生多肽或蛋白的任意一种，依据其所应用的场景来选择生物因子。

所述模拟体液溶液包括有：氯化钠(120-140mm)，氯化钾(2-6mm)，硫酸镁(0.2-0.6mm)，氯化镁(0.5-1.2mm)，碳酸氢钠(4-100mm)，氯化钙(2-6mm)，磷酸二氢钾(1-5mm)，4-羟乙基哌嗪乙磺酸(10-40mm)，ph值为6.8-7.0之间。

一种骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨的制备方法，该方法是将矿化后的羟基磷灰石颗粒与活性因子分散吸附即可。

进一步，所述活性因子与矿化后的羟基磷灰石颗粒的比例为20ng-500μg/g的比例，进行振荡吸附。

进一步，所述羟基磷灰石颗粒是动物来源的矿物质，其主要通过哺乳动物的四肢股骨干骺端松质骨部分，将骨块切成2-3cm³小块进行蒸煮，水开后蒸煮0.5-1h，用清水清洗干净，去掉表面杂质，更换清水，重复上述步骤3次；然后再将清洗好的骨块再加入等体积混合的清水和30-50％过氧化氢溶液，继续煮沸1-2h，待所有骨块变为白色；将白色的骨块清洗干净，再次加入清水煮沸1h；将骨块捞出洗净后，干燥1-2小时；将干燥好的骨块取出在600-800℃煅烧5-8h，再经粉碎制得。

进一步，所述矿化后的羟基磷灰石颗粒是羟基磷灰石颗粒经模拟体液溶液矿化处理制得，其主要将粉碎后粒径在100μm-500μm之间的羟基磷灰石颗粒浸泡于模拟体液溶液中，37℃摇床震荡矿化4-7d，并每天更换溶液，真空干燥后制得。

本发明按照活性因子与矿化后的羟基磷灰石颗粒的比例为20ng-500μg/g的比例，将矿化后的羟基磷灰石颗粒分散于含有活性因子的溶液中，进行振荡吸附，为活化因子的负载与释放带来积极作用。因此，通过动物源矿化骨负载有活性因子，使所制备的修复材料具有天然多孔结构，兼具骨传导和骨诱导功能，解决了人工合成材料无法达到的孔隙结构，同时，能够取代同种异体骨，消除了同种异体骨抗原性以及伦理方面的问题。特别是控制活性因子的负载和释放。

而且本发明的修复材料具有超高的结晶度和结晶纯度，并保留了天然骨的骨小梁，其孔隙相互连通有利于成骨细胞的黏附和生长。

本发明的原材料来源丰富，制备过程简便，成本低，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明所实现不同模拟体液溶液浓度制得动物源矿化骨在扫描电镜下矿化涂层形貌微观结构示意图。

图2是本发明所实现不同模拟体液溶液浓度制得动物源矿化骨负载胎牛血清白蛋白的比例。

图3是本发明所实现不同模拟体液溶液浓度制得动物源矿化骨释放钙离子的曲线。

图4是本发明所实现不同模拟体液溶液浓度制得动物源矿化骨释放胎牛血清白蛋白的曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实现的骨科疾病及美容整形用动物源矿化骨，所述动物源矿化骨是将羟基磷灰石颗粒经过模拟体液溶液处理，再将活性因子稳固吸附于矿化后的颗粒表面即得。其制备方法，按照活性因子与矿化后的羟基磷灰石颗粒的比例为20ng-500μg/g的比例，将矿化后的羟基磷灰石颗粒分散于含有活性因子的溶液中，进行振荡吸附，为活化因子的负载与释放带来积极作用。具体地说，按照活性因子与所述颗粒的比例为20ng-500μg/g的比例，将无机矿化颗粒分散于含有活性因子的溶液(活性因子溶液的浓度由具体的活性因子确定，例如胎牛血清白蛋白(bsa)可以采用100-500μg/ml的浓度)中，进行振荡吸附。

其中，动物源矿化骨，是通过矿化羟基磷灰石颗粒负载活性因子(将矿化羟基磷灰石颗粒分散于含有活性因子的溶液中，按照活性因子与颗粒的比例为20ng-500μg/g的比例进行振荡吸附)，将活性因子通过静电吸引稳固吸附于矿化羟基磷灰石颗粒表面即得。其中，所述动物源矿化骨即动物来源的矿物质，通过哺乳动物的四肢股骨干骺端松质骨部分，通过蒸煮、过氧化氢处理、高温初级煅烧等步骤处理获得的(具体地说，将骨块利用线性切割机切成2cm³小块放入蒸锅中蒸煮，水开后蒸煮半小时，用清水清洗干净，去掉表面杂质，更换清水，重复上述步骤3次。将清洗好的骨块再加入等体积混合的清水和30-50％过氧化氢溶液，继续煮沸1-2小时，待所有骨块变为白色。将骨块用清水清洗干净，再次加入清水煮沸1小时。将骨块捞出洗净后，放入烘箱70℃干燥1-2小时。将干燥好的骨块取出放入焚烧炉中800℃煅烧5-8小时制得)。

而且，所述动物骨来源的矿物质需要进行粉碎处理，粉碎到一定的粒径，颗粒粒径在100μm-500μm之间时更适于细胞长入。

所述羟基磷灰石颗粒经模拟体液溶液矿化处理，其主要将粉碎后粒径在100μm-500μm之间的羟基磷灰石颗粒浸泡于模拟体液溶液中，37℃摇床震荡矿化4-7d，并每天更换溶液，这样更利于微孔结构是生成，然后经真空干燥后制得。

本发明是矿化羟基磷灰石颗粒负载活性因子，将活性因子通过静电作用稳固吸附于无机矿化颗粒物表面。羟基磷灰石矿化颗粒，其主要构成是无机物，且表面天然具有微孔化结构，既解决了人工合成材料无法达到的孔隙结构，对活性因子具有良好地吸附作用，又消除了同种异体骨抗原性以及伦理方面的问题。特别是控制活性因子的负载和释放。

所述生物因子可以是但不局限于任何活性药物或者功能蛋白，包括血管内皮生长因子，骨形成蛋白，血清蛋白，纤连蛋白，玻连蛋白，层粘连蛋白，弹性蛋白和胶原蛋白以及其生物活性片段的衍生多肽或蛋白。依据其所应用的场景来选择生物因子。

实施例1。

预制动物骨来源的羟基磷灰石颗粒：将骨块利用线性切割机切成2cm³小块放入蒸锅中蒸煮，水开后蒸煮半小时，用清水清洗干净，去掉表面杂质，更换清水，重复上述步骤3次。将清洗好的骨块再加入等体积混合的清水和30-50％过氧化氢溶液，继续煮沸1-2小时，待所有骨块变为白色。将骨块用清水清洗干净，再次加入清水煮沸1小时。将骨块捞出洗净后，放入烘箱70℃干燥1-2小时。将干燥好的骨块取出放入焚烧炉中800℃煅烧5-8小时制得动物源羟基磷灰石。将骨块进行粉碎处理，粉碎到一定的粒径，优选颗粒粒径在100μm-500μm之间。

矿化：将动物骨来源的羟基磷灰石颗粒于模拟体液溶液中，所述模拟体液溶液包括各组分的浓度为氯化钠120mm，氯化钾2mm，硫酸镁0.2mm，氯化镁0.5mm，碳酸氢钠4mm，氯化钙5mm，磷酸二氢钾1mm，4-羟乙基哌嗪乙磺酸10mm，最终ph值为6.8(用量进行了调整，以覆盖所有的范围)。将羟基磷灰石颗粒浸泡于模拟体液溶液中，37℃摇床震荡矿化4d，并每天更换溶液，真空干燥后制得。

负载：按照活性因子与动物骨来源的羟基磷灰石颗粒为20μg/g的比例，将动物骨来源的羟基磷灰石颗粒分散到胎牛血清白蛋白(bsa)溶液中，进行振荡吸附，使bsa能够附着在动物骨来源羟基磷灰石颗粒的表面，得到吸附后的动物源矿化骨。

实施例2。

预制动物骨来源的羟基磷灰石颗粒：将骨块利用线性切割机切成2cm³小块放入蒸锅中蒸煮，水开后蒸煮半小时，用清水清洗干净，去掉表面杂质，更换清水，重复上述步骤4次。将清洗好的骨块再加入等体积混合的清水和30-50％过氧化氢溶液，继续煮沸1-2小时，待所有骨块变为白色。将骨块用清水清洗干净，再次加入清水煮沸1小时。将骨块捞出洗净后，放入烘箱70℃干燥1-2小时。将干燥好的骨块取出放入焚烧炉中800℃煅烧5-8小时制得动物源羟基磷灰石。将骨块进行粉碎处理，粉碎到一定的粒径，优选颗粒粒径在100μm-500μm之间。

矿化：将动物骨来源的羟基磷灰石颗粒于模拟体液溶液中，所述模拟体液溶液包括各组分的浓度为氯化钠140mm，氯化钾6mm，硫酸镁0.5mm，氯化镁1.2mm，碳酸氢钠100mm，氯化钙6mm，磷酸二氢钾5mm，4-羟乙基哌嗪乙磺酸40mm，最终ph值为6.9。将羟基磷灰石颗粒浸泡于模拟体液溶液中，37℃摇床震荡矿化7d，并每天更换溶液，真空干燥后制得。

负载：按照活性因子与动物骨来源的羟基磷灰石颗粒为500μg/g的比例，将动物骨来源的羟基磷灰石颗粒分散到胎牛血清白蛋白(bsa)溶液中，进行振荡吸附，使bsa能够附着在动物骨来源羟基磷灰石颗粒的表面，得到吸附后的动物源矿化骨。

实施例3。

预制动物骨来源的羟基磷灰石颗粒：将骨块利用线性切割机切成3cm³小块放入蒸锅中蒸煮，水开后蒸煮半小时，用清水清洗干净，去掉表面杂质，更换清水，重复上述步骤3次。将清洗好的骨块再加入等体积混合的清水和30-50％过氧化氢溶液，继续煮沸1-2小时，待所有骨块变为白色。将骨块用清水清洗干净，再次加入清水煮沸1小时。将骨块捞出洗净后，放入烘箱70℃干燥1-2小时。将干燥好的骨块取出放入焚烧炉中800℃煅烧5-8小时制得动物源羟基磷灰石。将骨块进行粉碎处理，粉碎到一定的粒径，优选颗粒粒径在100μm-500μm之间。

矿化：将动物骨来源的羟基磷灰石颗粒于模拟体液溶液中，所述模拟体液溶液包括各组分的浓度为氯化钠130mm，氯化钾4mm，硫酸镁0.5mm，氯化镁1mm，碳酸氢钠60mm，氯化钙5mm，磷酸二氢钾2mm，4-羟乙基哌嗪乙磺酸20mm，最终ph值为7.0。将羟基磷灰石颗粒浸泡于模拟体液溶液中，37℃摇床震荡矿化5d，并每天更换溶液，真空干燥后制得。

负载：按照活性因子与动物骨来源的羟基磷灰石颗粒为300μg/g的比例，将动物骨来源的羟基磷灰石颗粒分散到胎牛血清白蛋白(bsa)溶液中，进行振荡吸附，使bsa能够附着在动物骨来源羟基磷灰石颗粒的表面，得到吸附后的动物源矿化骨。

由此，依据本发明所制得的动物源矿化骨，如图1所示，不同矿化溶液所矿化的动物源羟基磷灰石颗粒微观结构。其负载bsa的比例如图2所示，随着矿化浓度的提升，bsa负载比例逐渐降低。同时钙离子(如图3所示)以及bsa的释放(如图4所示)均与矿化情况有密切关系。

总之，本发明通过动物源羟基磷灰石颗粒的表面负载有活性因子，使所制备的修复材料具有天然多孔结构，兼具骨传导和骨诱导功能，解决了人工合成材料无法达到的孔隙结构，同时，能够取代同种异体骨，消除了同种异体骨抗原性以及伦理方面的问题。特别是控制活性因子的负载和释放。

而且本发明的原材料来源丰富，制备过程简便，成本低，便于推广应用。可广泛应用于骨骼修复、美容医疗等多个方面。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。