專利名稱：生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)用材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可誘導(dǎo)骨組織再生的醫(yī)用生物膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
臨床上因各種原因所致的組織缺損十分常見，為了給缺損組織自身修復(fù)提供再生空間，達到形態(tài)和功能重建的目的，臨床上通常是在缺損組織部位與其它組織之間設(shè)置一生物隔膜。一般而言，用于機體內(nèi)的生物隔膜除能對不同組織起分隔屏障作用外，還要求相容性好，并且能夠在體內(nèi)降解。但隨著醫(yī)學(xué)材料技術(shù)的不斷發(fā)展和臨床上使用要求的提高，人們還希望獲得同時具有組織誘導(dǎo)活性的隔膜。
目前，市場上所見的國外產(chǎn)品主要有一、用單一的聚四氟乙烯材料制成的延展型、微孔型、擴展型隔膜和與鈦支架網(wǎng)復(fù)合的加強型隔膜。這類產(chǎn)品由于在體內(nèi)均不能降解，因而在其行使功能后，需進行二期手術(shù)取出，使用麻煩，且給人體帶來二次痛苦。二、用枸櫞酸酯軟化聚乳酸制成的雙層膜，由純I型、III型豬膠原纖維構(gòu)成緊密層和疏松、多孔層膜，由凍干脊膜與I型牛膠原纖維復(fù)合成的PG910織膜以及聚乙聚丙交酯共聚物膜。這類膜雖可在體內(nèi)降解，但不具有組織誘導(dǎo)活性。
而目前已有的文獻上報道的醫(yī)用隔膜也如國外產(chǎn)品一樣可大致分為兩類一類是在體內(nèi)不降解的，如審定公告號為1039590的中國專利“醫(yī)用防粘連硅橡膠膜”。另一類是在體內(nèi)可降解的，如審定公告號為1088382的中國專利“醫(yī)用材料及其制備方法”，該材料是用膠粘劑相互粘著的并具有插入其間的網(wǎng)狀介質(zhì)材料的兩片膠原膜構(gòu)成；審定公告號為1086145的中國專利“組織引導(dǎo)再生膠原膜”，其特征是以動物膠原蛋白為原料，經(jīng)溶脹、成型、交聯(lián)和干燥步驟制成；審定公告號為2304399的中國專利“醫(yī)用緩降解型網(wǎng)狀膠原膜”，這種膠原膜是由膠原纖維構(gòu)成的有孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，外形呈海綿狀；申請?zhí)枮镃N00112783的“醫(yī)用防粘連膜”，該膜含有的聚乳酸為50～100％，醫(yī)用增塑劑為0～50％。這兩大類膜與國外產(chǎn)品一樣僅具有醫(yī)用膜的基本性能，同樣不具有組織誘導(dǎo)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種不僅相容性好、可在體內(nèi)降解和具有分隔屏障作用，而且還具有骨組織誘導(dǎo)再生性的生物活性復(fù)合膜。
本發(fā)明的另一目的是提供上述具有骨組織誘導(dǎo)再生性的生物活性復(fù)合膜的制備方法。
本發(fā)明提供的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜為二層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中一層為聚乳酸，其特征在于另一層為膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白構(gòu)成的混合物。所用的膠原纖維選自豬膠原纖維或牛膠原纖維。所用的生物活性因子重組人基因骨形成蛋白選自生物活性因子重組人基因骨形成蛋白-2，1，7中的任一種。
使用時將該膜含生物活性因子重組人基因骨形成蛋白一面植入機體內(nèi)的非骨部位，可誘導(dǎo)生出軟骨，并逐漸骨化為成熟骨。
本發(fā)明提供的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜中生物活性因子重組人基因骨形成蛋白的含量為2～8mg/cm2，因為本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)低于2mg/cm2骨誘導(dǎo)作用差，效果不好，而高于8mg/cm2，又要形成浪費，加之生物活性因子重組人基因骨形成蛋白價格昂貴，因而從經(jīng)濟性來看也是不合理的。
另外，本發(fā)明人根據(jù)生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜的使用環(huán)境和目的對其結(jié)構(gòu)形態(tài)進行了設(shè)計，即聚乳酸層的外表面為光滑狀，而膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白混合層的外表面為網(wǎng)孔狀，孔徑約為15～20μm，見附圖。這種設(shè)計是基于聚乳酸層主要起隔離屏障作用，以阻隔周圍其它組織對缺損部位，尤其是成纖維細(xì)胞的干擾侵襲，光滑面更能達到此目的；而膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白混合層主要起骨誘導(dǎo)再生作用，由于加入的膠原纖維除能將生物活性因子重組人基因骨形成蛋白附著在聚乳酸基膜上外，還有控制其釋放速度的功效，為了使隔膜使用前期釋放的生物活性因子重組人基因骨形成蛋白較多，增強誘導(dǎo)效果，因而需要增大釋放面，以使短期內(nèi)達到誘導(dǎo)濃度，同時，還希望其具有穩(wěn)定凝血塊的作用，這一切網(wǎng)孔面均可滿足要求。
本發(fā)明提供的上述生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜的制備方法，是先將聚乳酸加入溶劑中，并在室溫下經(jīng)溶脹→攪拌溶解→脫泡后，倒入平板模上平淌流延成膜，再逐步室溫?fù)]發(fā)、真空干燥去除溶劑，其特征在于(1)在已制成的聚乳酸膜的一面，劃痕粗化處理后，均勻涂布濃度為1～3％的膠原纖維溶液，室溫下自然晾干1～2天；(2)將生物活性因子重組人基因骨形成蛋白加入到濃度為1～3％的膠原纖維溶液中混合均勻，再涂布到已涂有膠原纖維一面的膜上，然后將其在-60℃至-40℃下冷凍10～12小時后，放入真空干燥器中真空干燥6～8小時，脫模即成。
其中涂布在有膠原纖維一面膜上的混合液中加入的生物活性因子重組人基因骨形成蛋白與膠原纖維的配比為1∶1～8；劃痕粗化處理是用尖狀物，如探針在聚乳酸膜面上進行，使之形成深度為1～10微米呈交錯狀的劃痕。另外，為了使該膜能夠在植入體內(nèi)后六個月能完全降解吸收，本發(fā)明選用的聚乳酸的粘度為3.20～3.80。
本發(fā)明中聚乳酸所用溶劑是已有技術(shù)公知的乙酸乙酯、氯仿或丙酮中的任一種；膠原纖維所用溶劑是已有技術(shù)的醋酸或水，這些都是這一領(lǐng)域技術(shù)人員公知的知識。
用本發(fā)明提供的方法制備的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，膜厚100～150μm；在溫度24℃，相對濕度50％，拉伸速度50mm/min的條件下，拉伸強度32.0～38.0MPa，斷裂伸長率1.5～3.5％；在37℃的KH2PO4-Na2HPO4的緩沖液中，12個月膜完全降解；植入動物體內(nèi)膜形態(tài)保持2～3個月，6個月膜完全降解吸收，膜周圍未見明顯炎性細(xì)胞，所植入的外骨部位能形成軟骨，并逐漸骨化為成熟骨。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明提供的這種生物活性骨誘導(dǎo)再生膜除具備臨床所期待的一系列基本性能外，還具有骨誘導(dǎo)活性，因而為骨損傷機體的盡快恢復(fù)提供了可能，也必然對臨床學(xué)科和生物材料學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響和重要的學(xué)術(shù)價值。
2、本發(fā)明提供的這種生物活性骨誘導(dǎo)再生膜適用范圍廣，可用于骨科、顱、頜面外科、牙種植科、牙周外科、修復(fù)重建外科等多個臨床學(xué)科，具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
3、本發(fā)明提供的制備方法簡單，工藝成熟，易于控制。
四

附圖為本發(fā)明提供的生物活性骨誘導(dǎo)再生膜膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白混合層的外表面的掃描電子顯微鏡照片。
五具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明作進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明及以下實施例所用濃度均為重量百分濃度。
實施例1用天平稱取2克粘度為3.51的聚乳酸，加入到40ml的乙酸乙酯中，并在室溫下溶脹12小時，攪拌溶解1小時，脫泡1小時后，倒入10×10cm的平板模，本實施例選用的是平板玻璃模上平淌流延成膜，然后放入半封閉容器中緩慢揮發(fā)乙酸乙酯1天，再敝開揮發(fā)2天后于70℃下真空干燥8小時，以去除殘留的乙酸乙酯。
在將已制成的聚乳酸膜分離膜四周而不脫模的條件下，用探針劃痕粗化處理，使膜面上形成深度為1～10微米呈交錯狀的劃痕，然后將牛膠原0.5克用0.01M的醋酸溶解并配成3％濃度的膠原液均勻涂布在有劃痕的膜面上，于室溫下自然揮發(fā)晾干2天。
將0.5克生物活性因子重組人基因骨形成蛋白-2的凍干粉，加入到用0.5克牛膠原與0.01M的醋酸配成的濃度為3％的膠原液中混合均勻，再涂布到已涂有膠原纖維一面的膜上，然后將其放入冰箱在-60℃下冷凍10小時后，放入真空干燥器中真空干燥6小時，脫模即獲得含生物活性因子重組人基因骨形成蛋白5mg/cm2的骨組織誘導(dǎo)再生膜。
因該膜需植入體內(nèi)，故通常還需根據(jù)要求裁剪成適當(dāng)大小的塊狀、封裝，并經(jīng)環(huán)氧乙烷消毒備用。
實施例2用天平稱取3克粘度為3.32的聚乳酸，加入到50ml的乙酸乙酯中，并在室溫下溶脹15小時，攪拌溶解2小時，脫泡1小時后，倒入14×14cm的平板模，本實施例選用的是平板玻璃模上平淌流延成膜，然后放入半封閉容器中緩慢揮發(fā)乙酸乙酯2天，再敝開揮發(fā)1天后于60℃下真空干燥6小時，以去除殘留的乙酸乙酯。
在將已制成的聚乳酸膜分離膜四周而不脫模的條件下，用探針劃痕粗化處理，使膜面上形成深度為1～10微米呈交錯狀的劃痕，然后將豬膠原1.0克用0.01M的醋酸溶解并配成1％濃度的膠原液均勻涂布在有劃痕的膜面上，于室溫下自然揮發(fā)晾干1天。
將0.4克生物活性因子重組人基因骨形成蛋白-1的凍干粉，加入到用3.0克豬膠原與0.01M的醋酸配成的濃度為1％的膠原液中混合均勻，再涂布到已涂有膠原纖維一面的膜上，然后將其放入冰箱在-50℃下冷凍12小時后，放入真空干燥器中真空干燥8小時，脫模即獲得含生物活性因子重組人基因骨形成蛋白2mg/cm2的骨組織誘導(dǎo)再生膜。
因該膜需植入體內(nèi)，故通常還需根據(jù)要求裁剪成適當(dāng)大小的塊狀、封裝，并經(jīng)環(huán)氧乙烷消毒備用。
實施例3用天平稱取3克粘度為3.78的聚乳酸，加入到100ml的乙酸乙酯中，并在室溫下溶脹18小時，攪拌溶解2小時，脫泡2小時后，倒入14×14cm的平板模，本實施例選用的是平板玻璃模上平淌流延成膜，然后放入半封閉容器中緩慢揮發(fā)乙酸乙酯2天，再敝開揮發(fā)2天后于80℃下真空干燥10小時，以去除殘留的乙酸乙酯。
在將已制成的聚乳酸膜分離膜四周而不脫模的條件下，用探針劃痕粗化處理，使膜面上形成深度為1～10微米呈交錯狀的劃痕，然后將牛膠原1.0克用0.01M的醋酸溶解并配成2％濃度的膠原液均勻涂布在有劃痕的膜面上，于室溫下自然揮發(fā)晾干1天。
將1.2克生物活性因子重組人基因骨形成蛋白-7的凍干粉，加入到用1.5克牛膠原與0.01M的醋酸配成的濃度為2％的膠原液中混合均勻，再涂布到已涂有膠原纖維一面的膜上，然后將其放入冰箱在-80℃下冷凍12小時后，放入真空干燥器中真空干燥8小時，脫模即獲得含生物活性因子重組人基因骨形成蛋白6mg/cm2的骨組織誘導(dǎo)再生膜。
因該膜需植入體內(nèi)，故通常還需根據(jù)要求裁剪成適當(dāng)大小的塊狀、封裝，并經(jīng)環(huán)氧乙烷消毒備用。
權(quán)利要求
1.一種生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，該膜為二層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中一層為聚乳酸，其特征在于另一層為膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白組成的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，其特征在于所用膠原纖維選自豬膠原纖維或牛膠原纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，其特征在于所用生物活性因子重組人基因骨形成蛋白選自生物活性因子重組人基因骨形成蛋白-2，1，7中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，其特征在于該膜中生物活性因子重組人基因骨形成蛋白的含量為2～8mg/cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，其特征在于該膜中生物活性因子重組人基因骨形成蛋白的含量為2～8mg/cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜，其特征在于該膜的聚乳酸層的外表面為光滑狀，而膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白混合層的外表面為網(wǎng)孔狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜的制備方法，該方法是先將聚乳酸加入溶劑中，并在室溫下經(jīng)溶脹→攪拌溶解→脫泡后，倒入平板模上平淌流延成膜，再逐步室溫?fù)]發(fā)、真空干燥去除溶劑，其特征在于(1)在已制成的聚乳酸膜的一面，劃痕粗化處理后，均勻涂布濃度為1～3％的膠原纖維溶液，室溫下自然晾干1～2天；(2)將生物活性因子重組人基因骨形成蛋白加入到濃度為1～3％的膠原纖維溶液中混合均勻，再涂布到已涂有膠原纖維一面的膜上，然后將其在-60℃至-40℃下冷凍10～12小時后，放入真空干燥器中真空干燥6～8小時，脫模即成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜的制備方法，其特征在于涂布在有膠原纖維一面膜上的混合液中加入的生物活性因子重組人基因骨形成蛋白與膠原纖維的配比為1∶1～8。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜的制備方法，其特征在于劃痕粗化處理是用尖狀物在聚乳酸膜面上進行，使之形成深度為1～10微米呈交錯狀的劃痕。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜的制備方法，其特征在于所選用的聚乳酸的粘度為3.20～3.80。
全文摘要
本發(fā)明公開的生物活性骨組織誘導(dǎo)再生膜為二層復(fù)合結(jié)構(gòu)，一層為聚乳酸，另一層為膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白組成的混合物。該膜是在經(jīng)溶脹→攪拌溶解→脫泡→制膜工序制成的聚乳酸基膜上，經(jīng)劃痕粗化處理，涂布膠原纖維溶液后，再涂布膠原纖維與生物活性因子重組人基因骨形成蛋白混合液，經(jīng)冷凍、真空干燥制得。所獲膜片除具備臨床上期待的一系列基本性能外，還具有骨誘導(dǎo)活性，可使骨損傷部位重新長出新骨，因而可廣泛用于骨科、顱、頜面外科、牙種植科、牙周外科和修復(fù)重建外科等多個臨床學(xué)科，具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號A61L31/14GK1438041SQ0311748
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月18日
發(fā)明者田衛(wèi)東, 包崇云, 李聲偉, 劉磊 申請人:四川大學(xué)