骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法技术

本发明专利技术公开了属于生物医用材料技术领域，特别涉及一种骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法。利用骨材料内所含有的纯珍珠活性物质提取物和不同粒度与含量的珍珠粉在人体内的溶解速度不同，使其在骨修复的不同阶段先后降解：在初期作为骨修复的启动因子和加速剂，快速激活成骨机制；随后，珍珠粉开始溶解，但是小颗粒珍珠粉溶解快，先消耗掉，而大颗粒珍珠粉溶解慢，后消耗掉，这样，不同粒度的珍珠粉混合物在骨修复的不同阶段先后降解，从而在骨修复过程中可以连续不断的释放珍珠活性物质，并可以通过对珍珠活性物质提取物与珍珠粉含量和粒度的调控实现受控释放。本发明专利技术筛分分装的珍珠粉及其组合物生产工艺简单，利于规模化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用材料
，特别涉及一种。
技术介绍
骨的老化和意外损伤往往不可避免，病变骨骼最终要被替换，骨植入修复是一种仅次于输血的人体组织移植。目前各种人工骨修复替代材料层出不穷，但主要起骨支架作用，不具有骨生长因子所特有的骨诱导活性。刘志强，周东风，周磊等在“广东牙病防治，2004，12(1)73-75”上的“骨缺损修复的研究及进展”中报导，实际上人们所期望的骨修复过程是多种生长因子和激活物在待修复部位受控释放，诱导邻近组织间充质细胞分化为成骨细胞或刺激成骨细胞加速增殖，并向待修复部位聚集，从而表现出明显的靶向诱导成骨活性，最终完成特定部位的骨修复。近年来，人们开始逐渐认识到生长因子在骨修复中不可替代的决定性调控作用，于是在骨修复临床中开始引入骨生长因子。但是骨生长因子极为昂贵，售价甚至高达8万元/克。珍珠、蚌壳、骨同为生物矿化产物，三者在形成本质上极为相近，其生物矿化都是受其所含有的有机组分调控。蚌壳由棱柱层和珍珠层组成，蚌壳珍珠层是软体动物在正常的生理条件下生物矿化的产物，约含有1.2~3.3wt.％的有机组分，其余为碳酸钙，已有的研究表明这些少量的有机质内含有多种与骨生长相关的信号因子。Gerard Atlan和Evelyne Lopez等人在“Sci Paris/LifeSci，1997；320253-8”.中自信地进行了蚌壳珍珠层粉的人体实验，显示了很强的成骨活性。目前，国内张荣庆等人张荣庆等在专利CN 1476906A“一种含有珍珠质的骨修复材料及其制备方法”中利用蚌壳珍珠层开发了一种含有珍珠质的骨修复材料，也获得了很好的成骨活性和刘金标等人在“珍珠层/聚乳酸组合人工骨体外相容性及降解实验研究.第一军医大学学报，2003，23(2)130-133”中制备了适于用作骨缺损修复的可降解(蚌壳)珍珠层/聚乳酸复合材料，体外成骨细胞培养试验显示了材料具有很强的骨诱导能力。与蚌壳珍珠层不同，珍珠是软体动物在抵抗外界损伤的积极生理条件下形成的特殊矿化产物。迄今为止，人们已经发现了24例人体珍珠，因此珍珠与人体内环境是完全相容的。珍珠富含多种生物活性物质，自古以来就是一种具有神奇的美容保健抗衰功效的天然药物。珍珠的主要成分为碳酸钙(含少量的磷酸钙、硅酸钙)、蛋白质、水分和多种微量元素包括Fe、Al、Mg、Zn、Se、Cu、Mn、Ge、K、Sr等。珍珠中的蛋白质是一种含有20余种氨基酸的壳角蛋白(或称角质蛋白)，含量高达8wt.％，被称为珍珠活性物质，近年来的研究表明珍珠富含独特的抗衰老因子-卟啉类化合物(PEG)、牛磺酸(2-氨基乙磺酸)、类胡萝卜素、光基欧磷氨基酸、几丁质等等。因此，珍珠可能含有多种骨生长所需要的生长因子、激活物和营养组分，预期具有更强的诱导成骨活性。当前，国内外均有通过基因工程技术生产的重组人骨形态发生蛋白(rhBMP)，其中rhBMP2的活性最强。然而单纯的BMP植入人体后很快降解，起不到应有的效果，如果有合适的载体使其在体内实现控制释放，就能有效发挥作用，但是载体的筛选不仅难度大，而且载体与生长因子复合后又具有很多不确定性，尤其是几乎不可能找到一种同时适合多种生长因子的全能载体。另一方面，实际上骨的形成是多种生长因子网络协同作用下实现的，已知参与骨形成的生长因子有骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins，BMP)、转化生长因子、类胰岛素生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生因子、血管内皮细胞生长因子等。在任何时候，骨细胞的微环境中都存在不止一种生长因子，因此用单一生长因子刺激骨形成，不一定能获得有意义的结果。因此，骨修复过程中理想的生长因子运作过程是生长因子在整个骨修复过程中缓慢控制释放，且多种生长因子协同作用。而珍珠作为多种已知和未知类骨生长因子的天然载体，其本身就是一个相互协调共同作用的有机整体，因此用珍珠内所特有的活性物质替代骨生长因子，进行人骨修复极具潜力。尤其是当前淡水珍珠的规模化养殖使得珍珠代替骨生长因子用于人骨修复在成本上成为可能，且具有优势。我国珍珠产量占全世界产量的95％，但是珍珠产量的80～85％为不具有装饰价值的低档珍珠，包括不规则珍珠、杂色珍珠和小珍珠等等。当前，规模化养殖已经造成低档珍珠的大量积压，仅浙江诸暨市每年的积压量就高达300吨，价格急剧下跌，其售价仅为100～300元/公斤。目前我国珍珠业正在堕入“高产陷阱”，如何有效地处理和利用这些低档珍珠，提高低档珍珠的附加值，使珠农增收，拯救珍珠业，振兴地方经济，是整个珍珠产业发展面临的难题，业内人士普遍认识到加快低档珍珠的后续产业化开发是摆脱目前困境的唯一出路。但是如何才能实现珍珠活性物质在骨修复过程中缓慢控制释放呢？珍珠少量的生物活性物质在纳米尺度上被包埋在90％以上的无机碳酸钙内，体内降解速度缓慢，难于吸收利用是历史上的“千年难题”。目前，在CN 1303715A、CN1425388A、CN 1695812A及一些医学或化工杂志上，报导了提高珍珠吸收效率所采用的方法，主要有两类溶解和粉碎。珍珠的溶解一般是利用弱酸、酶等化学试剂将碳酸钙溶解掉，这样虽然使得珍珠的有机组分得以最大限度的裸露，但是珍珠的活性则不可避免的要大大降低。因此，为了确保珍珠的活性不被破坏，珍珠多以粉剂形式使用，为此人们已经开发了多种纯物理的珍珠破碎方法，利用纯物理方法珍珠被粉碎后，活性物质一定程度上被暴露，这样不仅有利于吸收，而且珍珠的活性得以保留，尤其是珍珠粉达到纳米尺度后，珍珠的完全吸收将成为可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用珍珠既可能含有多种类骨生长因子，同时又是它们的天然载体的独特优势，用珍珠粉及其活性物质提取物代替昂贵的成骨生长因子，并实现局部受控释放的一种。本专利技术的依据由于不同粒度的珍珠粉具有不同的溶解速度，因此珍珠活性物质的控制释放也成为可能。我们可以对骨修复材料内所含有的纯珍珠活性物质提取物和珍珠粉的粒度和含量进行人为设计，这样，由于溶解速度不同，纯珍珠活性提取物和不同粒度的珍珠粉在骨修复的不同阶段将先后降解，从而在骨修复过程中连续不断的释放珍珠活性物质，并且可通过设计进行受控释放。本专利技术珍珠用于骨修复，其特征在于将珍珠、或者珍珠粉、或者其活性物质提取物直接用于骨修复，或者将它们的任意组合与其它骨修复材料或者人造骨复合后用于骨修复。这里，“其它骨修复材料或者人造骨”是高分子化合物、蛋白质材料、金属或陶瓷。本专利技术用珍珠代替骨生长因子，其特征在于用珍珠粉及其活性物质提取物代替骨生长因子。本专利技术珍珠活性物质受控释放方法，其特征在于，利用骨材料内所含有的纯珍珠活性物质提取物和不同粒度与含量的珍珠粉在人体内的溶解速度不同，使其在骨修复的不同阶段先后降解在初期作为骨修复的启动因子和加速剂，快速激活成骨机制；随后，珍珠粉开始溶解，但是小颗粒珍珠粉溶解快，先消耗掉，而大颗粒珍珠粉溶解慢，后消耗掉，这样，不同粒度的珍珠粉混合物在骨修复的不同阶段先后降解，从而在骨修复过程中可以连续不断的释放珍珠活性物质，并可以通过对珍珠活性物质提取物与珍珠粉含量和粒度的调控实现受控释放。所述不同粒度珍珠粉的混合物是从纳米级到毫米级(1nm-1mm)各种尺度珍珠粉的混合物，珍珠粉的含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法，其特征在于，利用骨材料内所含有的纯珍珠活性物质提取物和和不同粒度与含量的珍珠粉在人体内的溶解速度不同，使其在骨修复的不同阶段先后降解：在初期作为骨修复的启动因子和加速剂，快速激活成骨机制；随后，珍珠粉开始溶解，但是小颗粒珍珠粉溶解快，先消耗掉，而大颗粒珍珠粉溶解慢，后消耗掉，这样，不同粒度的珍珠粉混合物在骨修复的不同阶段先后降解，从而在骨修复过程中可以连续不断的释放珍珠活性物质，并可以通过对珍珠活性物质提取物与珍珠粉含量和粒度的调控实现受控释放。

【技术特征摘要】
1.一种骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法，其特征在于，利用骨材料内所含有的纯珍珠活性物质提取物和和不同粒度与含量的珍珠粉在人体内的溶解速度不同，使其在骨修复的不同阶段先后降解在初期作为骨修复的启动因子和加速剂，快速激活成骨机制；随后，珍珠粉开始溶解，但是小颗粒珍珠粉溶解快，先消耗掉，而大颗粒珍珠粉溶解慢，后消耗掉，这样，不同粒度的珍珠粉混合物在骨修复的不同阶段先后降解，从而在骨修复过程中可以连续不断的释放珍珠活性物质，并可以通过对珍珠活性物质提取物与珍珠粉含量和粒度的调控实现受控释放。2.根据权利要求1所述骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法，其特征在于，所述不同粒度珍珠粉的混合物是从纳米级到毫米级即1nm-1mm内的各种尺度珍珠粉的混合物，珍珠粉的含量为0-100wt％。3.根据权利要求1所述骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法，其特征在于，所述珍珠粉及其活性物质提取物在骨材料中的含量是在1nm-1mm范围内任一尺度珍珠粉的含量为0-100wt％，活性物质提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱静，申玉田，凌涛，阮华君，
申请(专利权)人：清华大学，浙江长生鸟药业有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]