本发明属于生物材料,涉及一种自体颅骨回植基质的制备方法及其产品。
背景技术:
1、颅骨主要作用是保护脑组织、维持颅内外正常生理压力。当由于交通事故、肿瘤手术等原因需进行减压性颅骨切除术时,脑组织失去了天然的屏障,可能会造成局部组织膨出、脑脊液循环及脑血流动力学改变等一系列问题,同时外形缺损也影响患者的心理健康。因此,针对上述问题,有必要进行颅骨修补。颅骨成形术中,3d 塑形钛网应用较多,然而其骨整合能力低、较高的术后皮肤破溃和暴露风险以及具有成本高等问题。应用自体颅骨回植具有生物同源性排异反应低、可与周围组织达到骨性愈合以及低成本等优点,且修补外观满意度高,患者心理上容易接然。然而,目前常采用低温冷冻自体骨,需较长时间保存,对保存条件严格的要求,一般-80℃,需要专有设备,植入后易发生骨吸收等问题,限制了其在临床颅骨成形术中的应用。
2、已有处理过程中有机物和钙盐构成骨之正常结构遭到破坏,在一定程度上相当于异体骨回植,骨质吸收发生率高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种自体颅骨回植基质的制备方法及其产品。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种自体颅骨回植基质的制备方法,所述制备方法包括:
4、(1)将经过预处理的自体颅骨在超声条件下依次进行碱处理和酶处理;
5、(2)将步骤(1)所得自体颅骨进行打孔处理后,在超声条件下进行碱处理后,进行脱脂和脱细胞处理获得颅骨基质;
6、(3)将步骤(2)所得颅骨基质与含有bmps的溶液混合,孵育;
7、(4)将含有胶原蛋白的溶液与促进bmps吸附的溶液在超声条件下混合,再与bmps混合孵育,得到第一混合液,将第一混合液与步骤(3)所得颅骨复合,冻干,即得;
8、所述bmps为bmp2或bmp7。
9、bmps为骨形态发生蛋白,本发明提供的自体颅骨回植基质的制备方法得到的回植基质生物相容性好,术后无炎症反应及无自体吸收,颅骨修复效果增强。上述方法对自体骨的正常结构影响小,即能提供更接近自然组织的三维结构,回植后提供仿生微环境,促进细胞的长入和存活,有利于形成骨性愈合,且两次碱处理可以降低内毒素的含量。
10、优选地,所述复合的方式具体包括:将颅骨在第一混合液中浸泡1-10 h,例如1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h、3.5 h、4 h、4.5 h、5 h、5.5 h、6 h、6.5 h、7 h、7.5 h、8 h、8.5 h、9h、9.5 h、10 h等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
11、优选地,所述预处理包括将自体颅骨使用等渗盐水清洗,并进行软组织去除。
12、优选地,所述超声的功率独立地为50-200 w,例如50 w、60 w、70 w、80 w、90 w、100 w、110 w、120 w、130 w、140 w、150 w、160 w、170 w、180 w、190 w、200 w等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
13、优选地,所述碱处理具体包括将自体颅骨与1-6 mol/l氢氧化钠溶液混合2-6 h。
14、所述氢氧化钠的摩尔浓度可以选择1 mol/l、1.5 mol/l、2 mol/l、2.5 mol/l、3mol/l、3.5 mol/l、4 mol/l、4.5 mol/l、5 mol/l、5.5 mol/l、6 mol/l等,时间可以选择2h、2.5 h、3 h、3.5 h、4 h、4.5 h、5 h、5.5 h、6 h等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
15、优选地,所述酶处理具体包括将自体颅骨与蛋白酶溶液在20-30℃条件下混合1-8h。
16、温度可以选择20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃等,时间可以选择1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
17、优选地,所述酶包括胰蛋白酶和/或1398蛋白酶。
18、优选地,所述蛋白酶溶液中蛋白酶的质量百分含量为0.1-5%,例如0.1%、0.2%、0.5%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.2%、2.5%、2.8%、3%、3.2%、3.5%、3.8%、4%、4.2%、4.5%、4.8%、5%等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
19、所述打孔处理后,所得孔的孔径为1-5 nm,孔间距为5-10 nm。
20、所述孔径可以选择1 nm、1.5 nm、2 nm、2.5 nm、3 nm、3.5 nm、4 nm、4.5 nm、5 nm等,所述孔间距可以选择5 nm、5.5 nm、6 nm、6.5 nm、7 nm、7.5 nm、8 nm、8.5 nm、9 nm、9.5nm、10 nm等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
21、优选地,所述碱处理在0-20℃条件下进行,例如0℃、2℃、4℃、6℃、8℃、10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、20℃等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
22、优选地,步骤(3)所述孵育的时间为0.5-5 h,例如0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3h、3.5 h、4 h、4.5 h、5 h等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
23、优选地,步骤(4)中与bmps混合孵育的时间为0.5-5 h,例如0.5 h、0.8 h、1 h、1.2h、1.5 h、1.8 h、2 h、2.2 h、2.5 h、2.8 h、3 h、3.2 h、3.4 h、3.6 h、3.8 h、4 h、4.2 h、4.4h、4.6 h、4.8 h、5 h等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
24、优选地,所述含有胶原蛋白的溶液中胶原蛋白的浓度为10-60 mg/ml,例如10 mg/ml、15 mg/ml、20 mg/ml、25 mg/ml、30 mg/ml、35 mg/ml、40 mg/ml、45 mg/ml、50 mg/ml、55mg/ml、60 mg/ml等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
25、优选地,所述含有胶原蛋白的溶液中还包括醋酸。
26、优选地,所述含有胶原蛋白的溶液中醋酸的质量百分含量为2%-20%,例如2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
27、优选地,所述促进bmps吸附的溶液包括碳酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲氨基丙基)-碳酰二亚胺和水。
28、优选地,所述促进bmps吸附的溶液中碳酸盐的浓度为0.15-0.45mol/l、n-羟基琥珀酰亚胺的浓度为0.2-1 mg/ml、1-乙基-(3-二甲氨基丙基)-碳酰二亚胺的浓度为0.5-2mg/ml。
29、所述碳酸盐的浓度可以选择0.15 mol/l、0.2 mol/l、0.25 mol/l、0.3 mol/l、0.35 mol/l、0.4 mol/l、0.45 mol/l等,所述n-羟基琥珀酰亚胺的浓度可以选择0.2 mg/ml、0.3 mg/ml、0.4 mg/ml、0.5 mg/ml、0.6 mg/ml、0.7 mg/ml、0.8 mg/ml、0.9 mg/ml、1mg/ml等,1-乙基-(3-二甲氨基丙基)-碳酰二亚胺的浓度可以选择0.5 mg/ml、0.6 mg/ml、0.7 mg/ml、0.8 mg/ml、0.9 mg/ml、1 mg/ml、1.1 mg/ml、1.2 mg/ml、1.3 mg/ml、1.4 mg/ml、1.5 mg/ml、1.6 mg/ml、1.7 mg/ml、1.8 mg/ml、1.9 mg/ml、2 mg/ml等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
30、本发明发现,n-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲氨基丙基)-碳酰二亚胺可以促进bmps吸附,在超声条件下添加碳酸盐,同样可以提高bmps的吸附。
31、优选地,所述含有胶原蛋白的溶液与促进bmps吸附的溶液的体积比为(1-10):(1-10)。
32、其中(1-10)中的具体点值均可选择1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
33、优选地,所述bmps的添加量为独立地为颅骨质量的0.005-0.03%,例如0.005%、0.008%、0.01%、0.012%、0.015%、0.018%、0.02%、0.022%、0.025%、0.028%、0.03%等,上述数值范围内其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
34、第二方面,本发明提供一种根据第一方面所述的一种自体颅骨回植基质的制备方法制备得到的自体颅骨回植基质。
35、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
36、本发明提供的方法制备的回植基质,使用后,生物相容性好,术后无炎症反应及无自体吸收,颅骨修复效果增强。上述方法对自体骨的正常结构影响小,即能提供更接近自然组织的三维结构,回植后提供仿生微环境,促进细胞的长入和存活,有利于形成骨性愈合。
37、已有研究表明,骨形成发生蛋白bmps具有诱导未分化间充质干细胞向成软骨细胞和成骨细胞定向分化与增殖能力,促进成骨细胞分化成熟,参与骨和软骨生长发育及其重建过程,进而加速骨缺损修复。本技术引入bmps复合的新方法,能够促进因子在自体骨上的吸附量和延长治疗时间,增强修复效果。
1.一种自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述碱处理具体包括将自体颅骨与1-6 mol/l氢氧化钠溶液混合2-6 h。
3.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述酶处理具体包括将自体颅骨与蛋白酶溶液在20-30℃条件下混合1-8 h。
4.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述孵育的时间为0.5-5 h。
5.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述与bmps混合孵育的时间为0.5-5 h。
6.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述含有胶原蛋白的溶液中胶原蛋白的浓度为10-60 mg/ml。
7.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述促进bmps吸附的溶液包括碳酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺、1-乙基-(3-二甲氨基丙基)-碳酰二亚胺和水。
8.根据权利要求7所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述促进bmps吸附的溶液中碳酸盐的浓度为0.15-0.45mol/l、n-羟基琥珀酰亚胺的浓度为0.2-1 mg/ml、1-乙基-(3-二甲氨基丙基)-碳酰二亚胺的浓度为0.5-2 mg/ml。
9.根据权利要求1所述的自体颅骨回植基质的制备方法,其特征在于,所述bmps的添加量独立地为颅骨质量的0.005-0.03%。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种自体颅骨回植基质的制备方法制备得到的自体颅骨回植基质。