骨移植体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种由骨衍生元素的致密集合体制成的骨移植物，其中，骨衍生元素在其临近的表面暴露的骨胶原之间具有化学键。还说明了多种可以加入到骨移植物中的其它成分，例如骨生长诱导物；还介绍了一种制造方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种骨移植体，用于修复、替换和／或加强人或者动物骨髂系统的各部分，并且涉及制造这种骨移植体的方法。更具体地，本专利技术涉及一种由骨衍生元素的致密集合体构成的骨移植体，其中，骨衍生元素通过在其表面暴露的骨胶原间形成的化学键相互连接。美国专利No．4，678，470公开了一种非分层的骨移植物，该材料是由骨经过包括用戊二醛鞣化在内的工艺制成的。骨可以被研磨成粉、作为大块使用或加工成精巧的形状使用。鞣化使材料稳定，并使之无抗原性。骨材料还可以被去除矿物质。骨胶原是一种自然产生的结构性生物材料，是包括骨在内的结缔组织成分之一，存在于一切脊椎动物之中。天然骨胶原是排列成三链螺旋的富甘氨酸的氨基酸链，可以用各种方法交联。组织转谷氨酰胺酶据记载能够有效地增加软骨和软骨接合面的粘着强度。见Jurgensen，K．等人于1997年编著的《骨和关节外科期刊》(Journal ofBone and Surgery)，79-A(2)，185-193。美国专利No．5，507，813公开了一种由伸长骨颗粒形成的可外科移植的片材，包含生物适应性成分，胶合剂、填充料及塑化剂等，可选去除矿物质。美国专利No．4，932，973公开了一种人造有机骨基质，带有伸入到有机骨基质内的孔或穿孔。随着植入骨基质，孔或穿孔作为引导软骨和骨组织的中心。美国专利No．4，394，370公开了一种单片的海绵状的骨移植物，由完全去除矿物质的骨粉或微骨以及重新构造的骨胶原制成。可选地，海绵状移植体用戊二醛交联。美国专利No．5，683，459公开了另一种单片的多孔移植物。该移植物由一种具有互连的开口网构造的可生物降解的聚合宏观结构，和一种由如透明质酸之类的趋化性基质构成的可生物降解的聚合微观结构构成。因此，本专利技术的一个目的是提供一种由骨衍生元素的致密集合体构成的骨移植物，相邻的骨衍生元素通过其表面暴露的骨胶原之间的化学键相互联接，并且所述骨移植物具有良好的机械强度和生物适应性。本专利技术的另一个目的是提供一种骨移植物，它可选地包括另一种成分，如增强颗粒或纤维、填充料、如医用／外科用物质等骨生长诱导物，及它们的组合。本专利技术的又一个目的是提供一种骨移植物，具有孔、穿孔、缝隙、通路或空间的网络，该网络允许并促使内生和外生的骨愈合材料以及血液供给的渗透，并同时提供一个用于加入一种或多种骨愈合物质的装置。本专利技术的再一个目的是提供一种骨移植物，它可以被做成各种形状和尺寸，且不受可用于构成骨移植物的施主的骨的尺寸和／或类型的限制。本专利技术还有一个目的是提供一种制造方法，它能够提供一种坚固的，具有生物适应性的，并具有任何用于移植的尺寸和／或形状的骨移植物。为了与本专利技术的这些和其它目的相一致，本专利技术提供了一种骨移植物，它包括骨衍生元素的致密集合体，相邻的骨衍生元素通过其表面暴露的骨胶原之间的化学键互相联接。为了与本专利技术一致，还提供了一种制造骨移植物的方法，包含提供一些呈现表面暴露的骨胶原的骨衍生元素，并且在表面暴露的骨胶原之间形成化学键，从而将元素联接成致密的集合体。相对于现有技术来说，本专利技术的骨移植物在其生物适应能力、非抗原性和提供良好机械强度方面具有显著的优点。相对于现有技术的移植物来说，本专利技术的骨移植物的另一个重要优点在于它能够作为一种或多种促进新骨生长和／或加速愈合的骨生长诱导物的载体，并使之有效地扩散。本文所用的术语“成骨性”应当理解为，一种物质通过活细胞从该物质内部参与而促使新骨生成的能力。本文所用的术语“骨导通性”应当理解为，一种物质或者材料提供能被新的主体骨生长所接受的生物惰性表面的能力。本文所用的术语“骨诱导性”应当理解为，一种物质具有从主体骨中征集有修复骨组织能力的细胞的能力。本文所用的表述语“骨衍生元素”应当理解为，各种尺寸、厚度和结构的骨件，包括颗粒、纤维、条、和厚薄不一的片等，它们可以通过对整个骨头进行研磨、切片、切割或者机加工得到。本文所用的表述语“表面暴露的骨胶原”应当理解为，对上述骨衍生元素去除矿物质所得到的结果，去除矿物质的范围是从基本上全部的(这时骨衍生元素主要是骨胶原)到局部的或表面的(这时只有骨衍生元素的表面显露出暴露的骨胶原)。局部或表面去除矿物质产生具有表面接合区的骨衍生元素，即，保持强化区的暴露骨胶原，即，骨衍生元素的未受矿化影响的区域。下面参照附图说明各个实施例，其中图1是沿纵向被切成几个坚质骨片的骨干区的骨截面图；图2是本专利技术的骨移植物的放大透视图，骨移植物的表面为局部去除矿物质的骨的片层，内部由矿物化或局部去除矿物质的骨构成；图3是人体股骨的示意图，如图3A所示，展示了本专利技术的制作成股骨替换物的骨移植物；图4是人体脊柱的局部示意图，展示了安装在椎间位置的本专利技术的盘状骨移植物；图5和5A是人体颅骨的示意图，展示了制作成颅骨置换物的本专利技术的骨移植物；图6是本专利技术的骨移植物的放大透视图，具有骨片的交互层和其间带有通道的立方体；图7是人体脊柱的局部示意图，展示了在后外侧横突间的融合位置安装图6所示的骨移植物；和图8A是具有骨片层的本专利技术的骨移植物的放大透视图，如图8所示，骨片层通过由组织转谷氨酰胺酶催化形成的化学键联接在一起。优选实施例描述本专利技术的骨移植物包括骨衍生元素的致密集合体，在其表面暴露的骨胶原分子之间具有化学键，从而把相邻的骨元素相互联接。为了露出位于骨外表层的骨胶原，骨成分必须至少部分地去除矿物质。去除矿物质方法用酸溶液去除骨内的矿物质成分。本专利技术所用的这种方法已为本领域所公知，例如见Reddi等人于1972年编著的Proc．Nat．Sci．69，1601-1605页，在此引为参考。酸溶液的浓度、骨的形状以及去矿处理的时间长短将决定去除矿物质的程度。关于这方面，可以参见Lewandrowski等人于1996年编著的J．Biomed Materials Res，31，365-372页，也在此引作参考。此处的骨衍生元素的来源包括坚质骨和松质骨，优选同种异体来源，但也可以包括异种来源，例如牛骨和猪骨。当骨移植物由仅对表面去矿处理的骨衍生元素制备时，可具有相当高的抗压强度，例如，接近于天然骨的抗压强度。因此，当期望骨移植物表现出相对高的抗压强度时，例如，相当于大约10至200MPa，优选从20至100Mpa，有必要使骨衍生元素中的原有矿物成分保持较高比例，换言之，只经过表面去矿处理。除了含有骨衍生元素之外，可选地，本专利技术的骨移植物还可以具有一种或多种其它成分，例如增强颗粒、纤维、填充料、骨生长诱导物、胶合剂、塑化剂、柔化剂、水合助长剂、生物抑制剂／杀虫剂、辐射不透性物质、金属网及诸如此类。增强颗粒的例子包括完全矿化的坚质骨和松质骨，和部分去矿化的坚质骨和松质骨，它们可以是任何形式的，包括颗粒、片和成型的骨块；石墨或者热解碳。填充材料的例子包括羟磷灰石、磷酸三钙和其它钙盐之类的矿物质，骨粉，完全矿物质的和部分或者完全去除矿物质密质和松质骨，可以是任何形状，包括去除矿物质的骨粉(或者有人称之为的“去除矿物质骨基质”之类的颗粒、片和成型的骨件、石墨或热解碳。填充料的例子包括矿物材料，例如羟磷灰石、磷酸三钙、和其它钙盐，骨粉、全部矿化和局部或全部去矿化的坚质骨和松质骨，它们可以是任何形式的，包括颗粒，例如去矿化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种骨移植物，包含：骨衍生元素的致密集合体，相邻的骨衍生元素通过其表面暴露的骨胶原之间的化学键相互联接。

【技术特征摘要】
US 1998-2-6 09/020,2051．一种骨移植物，包含骨衍生元素的致密集合体，相邻的骨衍生元素通过其表面暴露的骨胶原之间的化学键相互联接。2．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述骨衍生元素为表面去除矿物质的同种异体、异种的坚质和／或松质骨的颗粒、条或片。3．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述骨衍生元素为基本上完全去除矿物质的同种异体、异种的坚质和／或松质骨的颗粒、条或片。4．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，至少包含一种其它成分。5．权利要求4所述的骨移植物，其特征在于，所述其它的成分选自包括增强颗粒或纤维、填充料、骨生长诱导物、生长因子、完全去矿的同种异体或异种的骨、多孔材料、遗传物质、钙化控制剂、水合作用剂、无机成分和聚合物的组合。6．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，至少在其长度的一部分上，具有近似圆形、椭圆形或多边形的截面，可选地，至少在移植物长度的一部分上，具有一个空腔。7．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，构造为移植体。8．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，构造为骨或其片段的置换物。9．权利要求8所述的骨移植物，其特征在于，构造为椎间插入物、长骨、头盖骨、盆骨、手脚或其片段的骨。10．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述化学键可以通过化学交联、施加能量、脱氢热处理或酶处理形成。11．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述骨移植物具有大约10至200Mpa的抗压强度。12．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述骨移植物具有大约20至100Mpa的抗压强度。13．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述骨移植物具有助水合作用剂。14．权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，所述的助水合作用剂为甘油。15．一种制造骨移植物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：托德M博伊斯，艾伯特曼里克，
申请(专利权)人：骨科技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]