通过改性天然海洋生物材料组合物获得的半合成粉末材料，其制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及衍生自天然海洋生物材料的粉状半合成材料，即粉状形式的双壳软体动物的壳的文石内层，所述双壳软体动物选自Pinctadines，特别是大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，特别是库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲,其添加有不溶的和可溶的生物聚合物以及通过碳酸化转化的碳酸钙；本发明专利技术还涉及其制备方法及其用途。

Semi synthetic powder material obtained by modifying natural marine biological material composition, preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
通过改性天然海洋生物材料组合物获得的半合成粉末材料，其制备方法及其应用本申请是申请日为2016年6月20日、申请号为“201680036156.2”、专利技术名称为“通过改性天然海洋生物材料组合物获得的半合成粉末材料，其制备方法及其应用”的专利技术专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及粉状半合成生物可吸收材料，其从衍生自双壳软体动物的壳的天然海洋生物材料获得，所述双壳软体动物为诸如一般的Pinctadines(牡蛎)，特别是大珠母贝(Pinctadamaxima)、合浦珠母贝(margaritifera)，和砗磲(巨蛤)：库氏砗磲(Tridacnagigas)、长砗磲(maxima)、无鳞砗磲(derasa)、魔鬼砗磲(tevaroa)、鳞砗磲(squamosa)、番红砗磲(crocea)、砗蚝(Hippopushippopus)、瓷口砗磲(Hippopusporcelanus)。专利技术背景通常，用于填充创伤的、肿瘤的、营养不良的或退行性起源的骨物质损失的材料是磷酸钙接合剂、生物共聚物和动物或人类来源的材料。对于密封假体，仅使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，任选地与抗生素、引发剂、活化剂、遮光剂或着色剂组合。通常使用PMMA接合剂密封内置假体，其缺点是众所周知的，特别是在接合剂聚合过程中产生的放热反应、导致的骨细胞坏死、随时间推移的接合剂的收缩及其老化，这在大多数情况下引起假体的移动性并且需要在手术后的10-15年内重复。所有这些材料都是生物相容的，并且其中一些要求有骨传导性能，诸如磷酸钙接合剂；很少材料有生物活性，并且大多数是惰性的。可注射接合剂由矿物相和液相组成，所述液相可以是磷酸、HPMC的水溶液或凝胶、0.1摩尔化学计量的水、硫酸或柠檬酸。用作骨替代物的合成的或牛来源的生物材料基本上显示骨传导性能并且通常不是完全生物可吸收的。对于其中的一些，特别是聚合物，发现了降解产物的释放，其可能对周围病变组织或全身病变组织长期有害。这种生物可吸收性是依赖于患者的。此外，几乎所有的骨替代物都没有生物活性。这使得将它们与动物源的胶原蛋白或与生物可吸收的其他物质结合成为必然，所述其他物质在受体中主要诱导大于并且不同于生理反应的炎症反应。粉末或微粒形式的骨替代物的主要缺点是，在使用期间，无论是用自体血、盐溶液或其他任何液体载体，它们都不会形成促进它们凝聚并且保持在位点上或位点中的具有粘附性的和塑性的“凝结物”。已知人骨由43％的无机组分、32％的有机组分和25％的水组成。有机组分由90％的胶原蛋白(包含97％的I型、III型、IV型和V型胶原)和10％的非胶原蛋白组成，所述非胶原蛋白的代表是骨钙素、骨连蛋白、骨桥蛋白、骨唾液蛋白、蛋白聚糖、纤维连接蛋白、生长因子和骨形态发生蛋白。这些非胶原蛋白在骨发生和受损组织的修复过程中起至关重要的作用。无机部分主要由磷酸钙晶体形式的羟基磷灰石组成；该部分还含有非常少量的其它矿物，诸如钠、钾、铜、锌、锶、氟、铝和硅。所有这些元素在细胞代谢以及愈合和骨再生中起重要作用。对双壳软体动物的壳的构造和组成的研究已经表明它包括由3-5％有机部分构成的珍珠内层，它本身由胶原蛋白和非胶原蛋白，基本上不溶的和可溶的生物聚合物组成，所述双壳软体动物为诸如一般的Pinctadines，特别是大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，特别是库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲。珍珠内层还含有95-97％的无机组分和3％的水，所述无机组分基本上由碳酸钙、矿物和金属离子组成。对本专利技术涉及的软体动物的壳的构造的研究还表明，它由与文石内层结构不同的方解石外层组成，但也含有由不溶的和可溶的生物聚合物构成的有机部分。一些出版物已经证明了衍生自上述海洋软体动物的文石层的天然生物材料的骨诱导和骨传导性能。这些性能是由有机部分中含有的生物聚合物的存在所致，其中已经鉴定了与有助于诸如牙、骨、皮肤、肌肉、粘膜等器官的构造的结构蛋白类似的结构蛋白。也存在与参与代谢和生物化学过程(酶学、免疫学、膜受体、信号分子等)的功能蛋白类似的功能蛋白。这些结构蛋白中的特别代表是胶原蛋白：因此，已经鉴定了I型、II型、III型和相关的胶原蛋白。除游离氨基酸外，已经鉴定了通常认为蛋白聚糖(与小肽结合的碳水化合物)和糖蛋白(胶原蛋白和碳水化合物相连)的存在，所述糖蛋白包含低分子量糖蛋白，通常认为是与BMP、TNFβ、TGFβ、PGF等有关的生长因子。此外，已知某些非胶原蛋白分子在生理愈合过程中以及在细胞和组织再生中具有基础性作用。上述软体动物的壳的内层的有机物-矿物复合物的愈合、再生、血管生成和骨诱导性能，即与这些各种胶原蛋白和生长因子的存在有关的性能已经在体外和体内被证明。如果我们对比骨组织和所讨论的软体动物的壳的文石的物理化学组成，我们注意到在骨组织中存在的32％的有机组分和在文石中存在的3-5％的有机组分高度类似。骨中43％的矿物相(基本上是磷酸钙)以碳酸钙的形式占文石的95-97％；其他矿物的比例非常类似。考虑到天然海洋生物材料的有机部分中含有的生物聚合物的作用，专利技术人发现通过增加这些生物聚合物在新型半合成杂化生物材料组合物中的比例来改变其组成是有意义的。已知所讨论的软体动物的壳的文石内层和方解石外层的有机部分含有可溶的可扩散分子，其具有参与钙化组织的矿化和生长的成骨性能。也已经证明文石的晶体周围和层间包层中存在不溶的结构蛋白。此外，壳的方解石外层的有机部分中含有的分子与本专利技术涉及的软体动物的壳的文石内层中含有的分子类似。这就是为什么不仅提取和浓缩与生物晶体和组成珍珠测试的文石的晶间薄层紧密相关的有机分子，而且提取和浓缩讨论的那些软体动物的壳的方解石外层中含有的有机分子似乎是有意义的。提取生物材料的有机部分的生物聚合物的目标是提供可溶的和不溶的分子。目的是通过补充提取的不溶的和可溶的生物聚合物来增加有机-无机结构的比例，以优化所得的生物材料的细胞和组织再生、愈合、骨诱导和血管生成的性能。因此，本专利技术人发现，可以从选自长砗磲、库氏砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲、大珠母贝、合浦珠母贝、和其它Pinctadines的软体动物的壳开始，通过添加可溶的和不溶的生物聚合物以及通过碳酸化转化的碳酸钙来获得满足这些要求的材料。因此改性后，根据本专利技术的新型粉状半合成生物可吸收材料旨在用于制造，例如骨替代物、可注射的接合剂或用于密封内置假体的接合剂、或用于制作生物可吸收的骨接合装置和模制植入物。因此，根据第一方面，本专利技术涉及衍生自天然海洋生物材料的粉状半合成材料，其添加有不溶的和可溶的生物聚合物和通过碳酸化转化的碳酸钙。本专利技术还涉及该半合成材料的制备方法。本专利技术还涉及组合物，其包含在该半合成材料中采用的可溶的和不溶的生物聚合物或通过碳酸化转化的碳酸钙。本专利技术最后涉及该半合成材料或该组合物用于制造例如骨替代物、可注射的接合剂或用于密封内置假体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳酸钙，其特征在于，所述碳酸钙：/n-衍生自天然陆地、天然海洋或沉淀的碳酸钙，衍生自提取生物聚合物后双壳软体动物的壳的文石内层，或是石珊瑚来源的，或/n-衍生自通过沉淀钙盐获得的碳酸钙，/n并且，其特征在于，所述碳酸钙在800℃-1100℃下经过碳酸化，持续20-40分钟。/n

【技术特征摘要】
20150623 FR 15557821.碳酸钙，其特征在于，所述碳酸钙：
-衍生自天然陆地、天然海洋或沉淀的碳酸钙，衍生自提取生物聚合物后双壳软体动物的壳的文石内层，或是石珊瑚来源的，或
-衍生自通过沉淀钙盐获得的碳酸钙，
并且，其特征在于，所述碳酸钙在800℃-1100℃下经过碳酸化，持续20-40分钟。


2.根据权利要求1所述的碳酸钙，其特征在于，所述双壳软体动物是Pinctadines，所述Pinctadines选自大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，所述砗磲选自库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲。


3.根据权利要求1所述的碳酸钙，其特征在于，所述钙盐选自氢氧化钙、乙酸钙、草酸钙、硫酸钙或柠檬酸钙。


4.如权利要求1-3中任一项所定义的碳酸钙在组合物中作为塑性的、可模制的并且粘合性的添加剂的用途，所述组合物包括钙盐、天然或合成聚合物、胶原蛋白、和/或人类或动物来源的骨组织的矿物结构。


5.一种衍生自天然海洋生物材料的粉状半合成材料，其添加有不溶的和可溶的生物聚合物以及如权利要求1-3中任一项所定义的碳酸钙。


6.根据权利要求5所述的半合成材料，其特征在于，所述天然海洋生物材料是双壳软体动物的壳的文石内层，所述双壳软体动物选自Pinctadines，所述Pinctadines选自大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，所述砗磲选自库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲，所述文石层为粉状形式。


7.根据权利要求5或6所述的半合成材料，其特征在于，粉状形式的所述天然生物材料的粒度为5nm-100μm，优选为20nm-50μm，甚至更优选为50nm-20μm。


8.根据权利要求5-7中任一项所述的半合成材料，其特征在于，所述不溶的和可溶的生物聚合物提取自双壳软体动物的壳的文石内层和/或方解石外层，所述双壳软体动物选自Pinctadines，特别是大珠母贝、合浦珠母贝，和砗磲，特别是库氏砗磲、长砗磲、无鳞砗磲、魔鬼砗磲、鳞砗磲、番红砗磲、砗蚝、瓷口砗磲。


9.根据权利要求5-8中任一项所述的半合成材料，其特征在于，如权利要求1-3中任一项所定义的碳酸钙衍生自提取不溶的和可溶的生物聚合物后的文石层的无机部分。


10.制备根据权利要求5-9中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·坎普拉塞，S·坎普拉塞，
申请(专利权)人：MBP毛里求斯有限公司，
类型：发明
国别省市：毛里求斯;MU