人工椎间盘髓核及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种人工生物材料及其制造方法，特别是一种人工椎间盘髓核及其制造方法。背景技术
脊椎间盘由二个部分组成，纤维环及髓核，其中髓核在纵切面上占据了脊间隙的25～40％体积，它是一种软的具有弹性的结构，在椎间盘的功能上，髓核主要起缓冲振动的作用。
椎间盘髓核随着年龄的增长会发生退行性改变，而其体积、厚度均大大缩小，弹性大大减弱，导致患者产生腰痛、运动受阻等等。另外，由于外伤、劳动负荷太大或某些疾病而发生椎间盘损伤、突出等病状，也可以引起腰痛及导致运动受限。目前，治疗这些疾病的手段有保守疗法、切除法、融合术法等，均有不尽人意之处，均不能提供近似人体的机械和生物学特性。
目前，还没有关于人工椎间盘髓核的报道。发明内容
本发明的目的就是为了提供一种人工椎间盘髓核，这种人工髓核，具备近似人体的机械和生物学特征，可用来替代受损的或退行性改变的椎间盘髓核。本发明是这样实现的。
本发明基本由多聚物(聚合物)材料、显影添加剂及溶剂混合制成，还可以在其中掺入塑化剂。
其中多聚物(聚合物)材料采用聚乙烯醇(PVA)。还可以采用明胶、羟乙基异丁烯酸聚合物、N-VP(N-Vinyl-Z-Pyrrolidone)、HENA(2-Hydroxylethyl methacrylate)、MMA(methyl methacrylamide)、MA(methycrylic acid)、DEAEMA(N，N-diethylamino ethylmethacrylate)、聚丙烯酰胺或聚氧乙烯等之一。聚合物的重量百分比为5～50％。
显影添加剂可以采用以下物质之一，包括硫酸钡、氧化锆、氧化钙、氧化钽、氧化钛、氧化锌、磷酸钙水泥、碘化物包括三氟甲基碘化合物、Lodipamide、inhexol及iothalamate，重量百分比为0.5～5％，还可以采用这些显影添加剂的两者或多者之间任意比例的混合物。
溶剂采用水和有机溶剂，具体包括二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、甲醇、1，2-亚乙基二醇、丙二醇、正丙醇、异丙醇、氨基乙醇、苯酚、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甘油，其目的是为了实现通过亲水性有机溶剂完全溶解多聚物的作用。
塑化剂可采用1，2-亚乙基二醇(HOCH2CH2OH)、丙二醇、三甘醇[(HOCH2CH2OCH2)2]，用量为0～10％。
本发明的制造方法是取各成分全量，强烈搅拌，其混合液在110～130℃高温环境下，保温1～3小时。取出，放置室温冷却10～20分钟，再将溶液倾倒在髓核的模具中。将此模具放在-10℃～-30℃环境中3～24小时。取出，用水清洗以除去其中的有机溶剂，待髓核的有机溶剂完全为水代替后，即形成了人工椎间盘髓核。
本发明地人工椎间盘髓核可以进行脱水处理以备包装、运输和植入。脱水处理后，采用防水包装材料包装产品。
本发明的人工椎间盘髓核经压力试验(用INSTRON压力计测量)要求压力不小于3.5MN/M2。
本发明的人工椎间盘髓核可以用各种常规方法来消毒，如高压蒸汽消毒、干热消毒、环氧乙烷蒸、γ射线照射消毒等。
本发明的人工椎间盘髓核形状、尺寸能保持恒定，在植入体内后，其压力分布于环形的很大面积上，可以防止形成疝或突出；同时，这种物质具备形状记忆功能，具备与椎间盘髓核相似的机械和生物学功能。
通过脱水后的产品，还能够方便手术医生植入，植入以后，因本发明的人工椎间盘髓核具备吸水性，经吸水后，回复到合适的形状。具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1
多聚物采用聚乙烯醇，其分子量可采用78000～133000(聚合度在1750左右)，皂化度不小于99.5摩尔量百分比，其用量为5～15％(重量百分比)为佳，造影添加剂选择硫酸钡，用量0.5～5％(重量百分比)，可添加1，2-亚乙基二醇(Ethylene Glycol)作为塑化剂，用量为0～10％，溶剂采用水与二甲基亚砜，添加至人工椎间盘髓核的全量，其中水与二甲基亚砜两者间的重量比例为10％≤水≤90％。
其制造方法是先取各物质全量，在高压蒸锅中加热至110～120℃，持续1～3小时，然后在高温下冷却10～20分钟，注入盘核形状的不锈钢模具中，然后放入低温冰箱中，维持温度-10～-30℃时间3～24小时，将成型核块取出，再用水洗去内中非水溶剂二甲基亚砜，待髓核的溶剂完全被水代替后，即形成了人工椎间盘髓核。
经脱水，用防水包装材料包装产品。这种PVA凝胶其含水量吸水后在60～90％之间，其受压强度经检测大于3.5MN/m2。实施例2
将实施例1中的聚乙烯醇的用量改为15～40％，硫酸钡的用量改为0.5～3％，不添加塑化剂，其余同实施例1，经受压强度测试结果与实施例1相当。实施例3
将实施例1中的聚乙烯醇的用量改为30～50％。
硫酸钡用量改为2～5％，其余同实施例1。
上述三个实施例选用DMSO为溶剂的主要原因是聚乙烯醇在其中溶解度高，混合时，可以先用DMSO溶解PVA，再加水至全量，当然，PVA量大时，以DMSO用量大为佳；如实施例3，二甲基亚砜在溶剂中的比例为50～80％重量比为佳。
本发明的上述三个实施例的PVA凝胶产品，可以脱水和再吸水处理不影响其性能。可以制成一块或多块注入脊椎间隙，在先行经脱水处理后，其体积可以缩小到原来的约20％。实施例4
聚合物用明胶，重量百分比5～50％，造影添加剂选用氧化锆，用量0.5～5％，添加塑化剂，采用三甘醇[(HOCH2CH2OCH2)2]，用量为0～10％，添加溶剂至含量，溶剂采用50％＜四氢呋喃＜80％，余量为水；制造方法同实施例1。实施例5
聚合物采用羟乙基异丁烯酸聚合物，重量百分比5～50％，造影添加剂为氧化锌，用量为0.5～5％，添加塑化剂丙二醇用量为0～10％，添加溶剂至全量，溶剂为二甲基甲酰胺与水，其中溶剂中，30％＜水的重量＜80％，生产方法同实施例1。实施例6
聚合物采用N-VP 5～50％，造影添加剂为氧化钙0.5～5％，塑化剂为三甘醇0～10％，添加溶剂至全量。
溶剂采用甲醇与水，其中溶剂中，30％＜水的重量＜80％。实施例7
聚合物采用HENA5～50％，造影添加剂为氧化锆0.5～5％，塑化剂为丙二醇0～10％，添加溶剂至全量。
溶剂采用异1，2-亚乙基二醇与水，其中溶剂中，30％＜水的重量＜60％。实施例8
聚合物采用MMA5～50％，造影添加剂为三氟甲基碘化物0.5～5％，塑化剂为三甘醇0～10％，添加溶剂至全量。
溶剂采用苯酚与水，其中溶剂中，20％＜水的重量＜70％。实施例9
聚合物采用MA5～50％，造影添加剂为磷酸钙水泥0.5～5％，塑化剂为丙二醇0～10％，添加溶剂至含量。
溶剂采用氨基乙醇、二甲基亚砜、水，其中有机溶剂占70％重量比，水占30％。实施例10
聚合物采用DEAEMA5～50％，造影添加剂采用氧化钛0.5～5％，塑化剂为1，2-亚乙基二醇0～10％，添加溶剂至全量。
溶剂采用丙酮、异丙醇、水，其中有机溶剂占60％重量比。实施例11
聚合物采用聚丙烯酰胺5～50％，造影添加剂采用三氟甲基碘化物0.5～5％，塑化剂为丙二醇0～10％，添加溶剂至含量。
溶剂采用甘油、二甲基亚砜、水，其中有机溶剂占60％重量份。实施例12
聚合物采用聚氧乙烯5～50％，造影添加剂采用硫酸钡0.5～5％，塑化剂为三甘醇0～10％，添加有机溶剂至全量。
有机溶剂采用氨基乙醇、丙酮、水，其中有机溶剂占60％重量比。
本发明的人工椎间盘髓核提供了近似人体的机械和生物学特性。
本发明不限于以上实施例。