由骨粉和纤维蛋白胶制成的固体骨架.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980152504.2

申请日:

20090202

公开号:

CN102264401A

公开日:

20111130

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A61L27/14

主分类号:

A61L27/14

申请人:

圆光大学校产学协力团

发明人:

李俊,尹东贤

地址:

韩国全罗北道益山市新龙洞344-2

优先权:

10-2009-0003884

专利代理机构:

广州三环专利代理有限公司

代理人:

倪小敏

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内容摘要

本发明涉及一种骨再生骨架,并且更特别地涉及一种由纤维蛋白胶和骨粉的混合物组成的骨再生骨架,在骨架的内部具有多个用于容纳骨生长素的小孔,所述骨架具有预定的凝结形状。本发明还涉及一种用于制造所述骨架的方法。

权利要求书

1.用于骨再生的骨架,包括:纤维蛋白胶;与纤维蛋白胶混合的骨粉;以及被加工用来容纳促骨生长素的多个孔;其中所述骨架具有预定的凝结形状。 2.根据权利要求1所述的骨架,其中所述骨架被处理以在冷干之前具有预定的形状。 3.根据权利要求1所述的骨架,其中所述骨架在预定的铸模中被冷干。 4.根据权利要求3所述的骨架,其中所述铸模通过下述方式制备:(a)使用3D计算机X射线断层扫描技术(CT)制备3维(3D)颅骨模型,以及(b)在3D颅骨模型内使用牙用树脂制备铸模,该铸模用于制备适于骨缺陷区域的骨架。 5.根据权利要求1所述的骨架,其中所述骨粉是除掉造骨细胞的粉碎骨粉。 6.根据权利要求5所述的骨架,其中所述骨粉选自自体骨、同种异体骨、异种骨以及人造骨中的至少一种。 7.根据权利要求1所述的骨架,其中所述纤维蛋白胶包括纤维蛋白原和凝血酶。 8.根据权利要求7所述的骨架,其中所述纤维蛋白原的浓度为10至1000mg/ml。 9.根据权利要求7所述的骨架,其中所述凝血酶的浓度为0.1至1000IU/ml。 10.根据权利要求1所述的骨架,其中所述纤维蛋白胶进一步包括抑肽酶或氯化钙。 11.根据权利要求1所述的骨架,其中所述纤维蛋白胶进一步包括水溶性粘合剂。 12.根据权利要求11所述的骨架,其中所述水溶性粘合剂是细胞培养介质、蒸馏水或血液。 13.根据权利要求1所述的骨架,其中所述骨粉和纤维蛋白胶以1至10∶1的体积比混合。 14.根据权利要求1所述的骨架,其中所述促骨生长素是荷尔蒙、细胞因子或干细胞。 15.一种制备用于骨再生的骨架的方法,所述方法包括:混合骨粉和纤维蛋白胶;以及冷干所产生的混合物,其中所述骨架包括被加工用来容纳促骨生长素的多个孔并且具有预定的凝结形状。 16.根据权利要求15所述的方法,其中所述骨架被处理以在冷干前具有预定的形状。 17.根据权利要求15所述的骨架,其中所述冷干过程是在预定的铸模中进行的。 18.根据权利要求17所述的方法,其中所述铸模通过下述方式制备:(a)使用3D CT制备3D颅骨模型,以及(b)在3D颅骨模型内使用牙用树脂制备铸模,该铸模用于制备适于骨缺陷区域的骨架。 19.根据权利要求15所述的方法,其中所述骨粉是除掉造骨细胞的粉碎骨粉。 20.根据权利要求19所述的方法,其中所述骨粉选自自体骨、同种异体骨、异种骨以及人造骨中的至少一种。 21.根据权利要求15所述的方法,其中所述纤维蛋白胶包括纤维蛋白原和凝血酶。 22.根据权利要求21所述的方法,其中所述纤维蛋白原的浓度为10至1000mg/ml。 23.根据权利要求21所述的方法,其中所述凝血酶的浓度为0.1至1000IU/ml。 24.根据权利要求15所述的方法,其中所述维蛋白胶进一步包括抑肽酶或氯化钙。 25.根据权利要求15所述的方法,其中所述纤维蛋白胶进一步包括水溶性粘合剂。 26.根据权利要求25所述的方法,其中所述水溶性粘合剂是细胞培养介质、蒸馏水或血液。 27.根据权利要求15所述的方法,其中所述骨粉和纤维蛋白胶以1至10∶1的体积比混合。 28.根据权利要求15所述的方法,其中所述促骨生长素是荷尔蒙、细胞因子或干细胞。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用于骨再生的骨架以及制备该骨架的方法,更特别地 涉及一种包括纤维蛋白胶、与纤维蛋白胶混合的骨粉以及用于容纳促骨生 长素的多个小孔的骨再生骨架,其中所述骨架具有预先确定的凝结形状。

【背景技术】

骨组织工程学的目的是通过在需要骨头的位置移植骨原细胞来诱导骨 再生以及发育骨组织。这种组织工程需要骨原细胞、骨原细胞所附接的用 以存活的骨架以及用于促使骨诱导以及异化骨再生的生长因子。当给部件 赋予刺激物同时保持适当的时间和环境,各自的部件会形成骨组织。因 此,有很多的为每个部件寻找理想因子的研究。

特别地,骨传导材料(例如用于形成骨头的骨架)对于骨原细胞的寄 生是很重要的。类似于骨矿物质中材料的骨传导材料应该是生物相适的, 并且提供与骨周围环境接近的表面反应以及物理支持。各种骨传导材料 (例如陶瓷、胶原质、生物分解的聚合体等)已经被研究。

Takahashi等人报道了使用多孔渗水羟磷灰石(HA)和骨形态发生蛋 白(BMP)的骨结合(Takahashi K等人,J Biomed Master Res A12:117- 123,2007),Asahina等人报道了使用HA、胶原质、牛骨形态发生蛋白等 (Asahina I等人,J Med dent Sci.44:63-69,1997),Ohgushi等人报道了使 用陶瓷骨架(Ohgushi H等人,J Biomed Mat Res 26:885-95,1992;Ohgushi H等人,J Biomed Mat Res 32:341-8,1996),以及Caplan等人报道了使用 多孔渗水磷酸钙等(CaplanAI.J Cell Physiol 213(2):341-347,2007)。

另外,欧洲专利第1231947号公开了骨替换材料,其包括(a)由纤 维蛋白或纤维蛋白原组成的软基质、(b)活细胞以及(c)由非陶瓷羟磷 灰石胶结材料组成的固定基质。

另外,日本专利申请第1999-513590号提出了一种生物可降解的、多 孔渗水三维骨移植基质,其包括由矿物化胶原质形成的并且颗粒尺寸为 5μm或更销的磷酸钙微粒,磷酸钙微粒被固定在基质上。

另外,美国专利公开号为2008-0213229的专利申请文件公开了一种用 于生产纤维蛋白的方法,这种蛋白纤维含有治疗骨折的半固态造骨细胞成 分,所述方法包括隔离造骨细胞与动物的骨组织、在Dulbecco改良的 Eagle培养基或(DMEM)中或α-MEM培养基中培养/增殖被隔离的造骨 细胞以制备造骨细胞悬浮液、以及混合造骨细胞悬浮液和半固态造骨细胞 凝结素。

但是,传统的骨架不能用于活造骨细胞生长的介质。另外,当骨架在 骨缺陷区域内被嫁接时,其形状和强度不能被保持并且在治疗过程中不能 被稳定地保持,这会导致很差的骨再生效率。

【公开内容】

【技术问题】

本发明努力研制一种能克服上述问题的骨架,并且发现通过混合纤维 蛋白胶和骨粉以及冷干上述混合物所获得的固态骨架在活的有机体内是稳 定的、能够保持在骨再造过程中持续放置细胞的空间、以及即使在活的有 机体环境中能维持其适当的形状和强度,借此能诱导快速的骨再生。因 此,本发明是基于这些事实来被实现的。另外,通过混合纤维蛋白胶和骨 粉之后的冷干过程,在混合物中能形成大量的小孔,借此改进促骨再生素 的吸收和维持。

另外,本发明骨架可在具有预定期望形状的铸模中被冷干从而具有期 望的形状。该有益效果是提供一种适于在骨缺陷区域内使用的骨架。结合 最近的3D扫描技术,可在患者体能准确地确定骨缺陷区域并且再生骨架 的形状,并且因此能改进本发明的使用。

因此,本发明的目的是提供一种用于故再生的固体骨架,其中骨粉与 纤维蛋白胶混合,纤维蛋白胶包括作为主要成分的纤维蛋白原和凝血酶。

更特别地,本发明的另一个目的是提供一种用于骨再生的混凝骨架, 其中通过混合骨粉和包含作为主要成分的纤维蛋白原和凝血酶的纤维蛋白 胶以及冷干合成的混合物以形成多个小孔从而容纳促骨生长素。

本发明的又一个目的是提供一种具有期望形状的骨架,这种骨架通过 将纤维蛋白和骨粉的混合物放入具有预定形状的铸模内并且冷干所述混合 物来获得。

本发明的又一个目的是提供一种为患者定制的骨架,这种骨架通过使 用3D数字扫描技术来制备与患者的骨缺陷区域相应的铸模、将纤维蛋白 胶与骨粉的混合物放入铸模内并且冷干混合物来获得的。

【技术方案】

为了实现上述目的,本发明的一个方面提供了一种用于骨再生的凝结骨 架,其中骨粉与纤维蛋白胶混合,纤维蛋白胶包含作为主要成分的纤维蛋白 原和凝血酶。也就是说,本发明骨架的特征在于骨粉被加至纤维蛋白胶。

另外,本发明骨架可以是固态和凝固态。为此,纤维蛋白胶和骨粉可以 被混合在一起,并且所产生的混合物可以被冷却干燥。同样,本发明骨架可 被处理以在被冷却干燥之前具有预定的形状,或者可以在预定的铸模中被冷 却干燥。一方面,形状和铸模可对应患者的颚骨或齿缺陷区域。更特别地, 铸模可通过(a)使用3DCT制备3D模型以及(b)在3D颅骨模型内使用 牙用树脂制备用于制备适于骨缺陷区域的骨架的铸模被制备的。

在本发明中,术语“骨粉”涉及除去了造骨细胞的粉碎骨粉,优选地涉及 粉碎无机骨粉。骨粉可选自自体骨、同种异体骨、异种骨以及人造骨(例 如羟磷灰石)的至少一种。在本发明中,骨粉可在市场上购买到,例如 Dynagraft(Austem有限公司),Biocera(Oscotec公司),Bio-Oss(Jungsan Biomed有限公司),ICB(Purgo),MBCP(Purgo),等等。

在本发明中,术语“纤维蛋白胶”涉及包含作为主要成分的纤维蛋白原和 凝血酶的生物适合以及生物可降解的产品。纤维蛋白胶被使用在各种应用 中。例如,在欧洲,纤维蛋白胶通过施加作为组织粘合剂的纤维蛋白原、凝 血酶、氯化钙或者纤维蛋白溶解酶抑制剂被临床上用于替代或加强缝合以经 过纤维蛋白的组织粘合来缝合末梢神经和改进血管。另外,在日本,纤维蛋 白胶被用作脑神经手术(包括血管手术领域)、整形外科手术(例如骨粘 合)以及为伤口受伤的患者止血的手术粘合剂。例如,在市场上可购买到 Greenplast(绿十字公司),Beriplast-P(Aventis),Tisseel(Baxter)等等。

本发明纤维蛋白胶优选地包括纤维蛋白原和凝血酶。纤维蛋白原的浓 度为10至1000mg/ml,优选地为10至100mg/ml。而凝血酶的浓度为0.1 至1000IU/ml,优选地为1至100IU/ml。

本发明纤维蛋白胶进一步包括抑肽酶或氯化钙。另外,本发明纤维蛋 白胶进一步包括水溶性粘合剂。水溶性粘合剂可以是细胞培养介质、蒸馏 水或血液。

在本发明中,当骨粉和纤维蛋白胶混合在一起时,纤维蛋白胶数量上的 增加会增加引起毒性的可能性,并且因此优选地适于调整纤维蛋白胶的含 量。另外,当骨架的大小更大时,优选地增加骨粉的含量以保持骨架的密度 和形状。考虑到这些事实,在本发明中,纤维蛋白胶和骨粉可以1∶1至10 的体积比混合,优选地为1∶1至5,更加优选地为1∶1至3。

本发明促骨生长素包括各种用于促进骨生长的因子。例如,促骨生长素 可包括荷尔蒙、细胞因子或干细胞等等。更特别地,促骨生长素可以是血 小板衍生生长因子(PDGF)或血管内皮生长因子(VEGF)。

当纤维蛋白胶和骨粉的混合物经受冷干过程时由于在混合物上形成大量 的小孔,本发明骨架可以改进促骨生长素的吸收和保持。冷干的骨架已经吸 收了包含促骨生长素的介质并且将该介质传递入小孔内。

本发明的另一方面涉及一种用于制备具有预定形状的固态骨架的方法, 所述方法包括混合骨粉和纤维蛋白胶并且在具有预定形状的铸模中冷干所产 生的混合物。

冷干过程可以采用传统的方式进行,这意味着在冷干过程中残留水分的 量为2%w/w或更少。另外,本发明冷干过程可使用市场上购买的冷干机进 行。

本发明的另一个方面涉及一种制备患者定制的骨架的方法,这种骨架适 合患者的骨缺陷区域以通过将骨架应用到骨缺陷区域来促进骨再生。

特别地,本发明制备患者定制的骨架的方法包括:(a)使用3DCT制 备3D模型,(b)使用牙用树脂在3D模型中制备铸模,该铸模用于制备适 于骨缺陷区域的骨架,以及(c)将纤维蛋白胶和骨粉的混合物放入铸模并 且冷干所述混合物。

【有益效果】

本发明用于骨再生的固态骨架适合活的有机体并且在骨再生过程中持续 地改进促骨生长素(例如细胞或细胞因子)的吸收和保持。另外,本发明固 态骨架可将骨再生诱导至合适的形状(因为固态骨架的形状要适合骨缺陷区 域),维持能放置各种用于骨再生的材料的空间,以及即使在活的有机体环 境中保持合适的形状和密度,借此诱导快速的骨再生。

【附图说明】

图1显示了使用在本发明中的纤维蛋白胶成套材料的构造;

图2显示了本发明冷干的Biocera/纤维蛋白块;

图3显示了本发明冷干的Biocera/纤维蛋白块的制备过程(A:混合 MBCP和纤维蛋白胶,B:冷干过程之前的凝胶状态,C:冷干过程,D: 冷干过程之后的固态);

图4A显示了MBCP和纤维蛋白胶的混合物;

图4B显示了通过冷干混合物所获得的MBCP/纤维蛋白块的状态;

图5分别显示了作为试验动物的小猪的麻醉诱导、牙齿的提取以及提 取的牙齿;

图6显示了本发明骨移植材料被移植到小猪的齿槽缺陷区域内的位 置;

图7显示了移植本发明骨移植材料的过程(A:通过下颚内的残余齿槽 脊的经翻瓣来暴露移植区域,B:以鞍状物的形式形成唯一的骨缺陷区 域,以及移植MBCP和纤维蛋白胶混合物或MBCP/纤维蛋白块);

图8A至8D显示了使用Dicom阅读器程序分析骨密度(图8A:线条 调整,图8B:厚度调整,图8C:密度测量,以及图8D:被分割成3个碎 片的密度测量(10x10像素大小,3mm厚度));

图9显示了涉及本发明骨移植材料被移植的区域的3D计算机X线体 层照相术的结果;

图10显示了涉及本发明骨移植材料被移植的区域的免疫组织化学着 色的结果。

【发明的具体实施方式】

下文中,将参考附图描述本发明的优选实施方式。

下文中,将参考附图详细地描述本发明的具体实施方式从而使得本领 域技术人员能够容易地实施本发明。

实施例1:制备本发明骨架

1-1、制备纤维蛋白胶

使用Greenplast(Greenplast成套材料、绿十字集团、韩国)制备 纤维蛋白胶(图1)。如下实施纤维蛋白胶的制备。

1)制备瓶-1溶液:5ml

首先,瓶-1内的蛋白质浓度确定为97.6mg/ml。为了调整蛋白质浓度 至40mg/ml,溶液被稀释2.5倍。2.5ml的瓶-2溶液被加至一个瓶-1以溶解 蛋白质,并且2.5ml的生理盐水溶液被加至另一瓶-1以溶解蛋白质。然 后,两个完全溶解的瓶-1溶液被收集到一个试管中。

2)制备瓶-3溶液

瓶-3中的凝血酶滴定度确定为557IU/ml。为了调整凝血酶滴定度至 20IU/ml,溶液被稀释28倍。2.5ml的瓶-4溶液被加至一个瓶-3中以溶解 蛋白质,并且1ml的瓶-4溶液被取出并且被加至10ml的生理盐水溶液 中,并且被彻底混合。

1-2、混合纤维蛋白胶和骨粉

1)盘状骨块

称量0.25g的骨粉(Biocera)并且将其放入24孔平板的每个孔中。 0.2ml的瓶-1溶液被加入每个孔中并且与骨粉混合从而使得骨粉能充分地 吸收瓶-1溶液。然后,0.1ml的瓶-3溶液被加入每个孔中并且使用调药刀 迅速地混合,所产生的混合物被保持成固定的。

2)半圆形杆状骨块

使用具有10ml吸液管的已准备好的铸模。称重1.25g的骨粉 (Biocera)并且放置到每个通道中。2ml的瓶-1溶液被加入每个孔中并且 混合从而使得骨粉能充分地吸收瓶-1溶液。0.5ml的瓶-3溶液被加入每个 孔中并且使用调药刀迅速地混合,所产生的混合物被保持在室温一个小 时。

1-3、冷干

冷干器的隔板的温度被设定在-45℃并且运行冷干器。结果,获得冷 干的半圆形杆状骨块(图2)。

实施例2:用于试验的材料和方法

2-1、试验动物和材料

使用4条30kg的小猪(PWG,韩国)作为试验动物。这些猪在室温 下使用软动物饲料和水、采用合格的喂养设备喂养预定的一段时间。

1)牙齿提取

从小猪的左右下颚提取从前臼齿至第一臼齿的牙齿。提取牙齿之后, 伤口被连续地缝合。缝合一周之后,进行注射,并且伤口愈合一个月。在 愈合过程中,在外壳手术中进行额外的结实牙齿的提取。

2)制备MBCP/纤维蛋白块

(1)制备纤维蛋白胶

使用Greenplast(Greenplast成套材料、绿十字集团、韩国)制备 纤维蛋白胶。1ml的Greenplast成套材料包括浓缩的人类纤维蛋白原、抑 肽酶、人类血清凝血酶以及α-MEM(介质溶液)。抑肽酶与浓缩的人类 纤维蛋白原混合以制备纤维蛋白原溶液、而α-MEM与人类血清凝血酶混 合以制备凝血酶溶液。

(2)制备MBCP/纤维蛋白合成物(下文中被称为“MBCP+纤维蛋白 胶”)

已经准备好的纤维蛋白胶(包含纤维蛋白原溶液以及凝血酶溶液)与 MBCP以1∶1的体积比混合,并且所产生的混合物被装入已经制备好的铸 模中。然后,所述混合物经受冷干过程以制备MBCP/纤维蛋白块(也即本 发明骨架)(图3和4)。

2-2、试验方法

1)麻醉诱导

为了小猪的骨移植,动物麻醉剂(3mg/kg,Bayer韩国有限 公司,韩国)和可他命的每个被静脉内地注射给小猪以诱导全身麻醉。使 用N2O+O2进行口腔插管以诱导全身麻醉。

为了提供视野,上颚与下颚的犬齿被绷带系住从而导致最大的张开 度。使用Potadine对口腔灭菌,并且包含1∶100,000体积比肾上腺素的利 多卡因(Yuhan有限公司,韩国)被注射入下颚剩余的牙槽骨内从而诱导 局部麻醉并且阻止流血(图5)。

2)牙槽骨暴露

小猪的剩余牙槽骨经受水平的切入和垂直的切入,并且骨膜被剥离以 将下颚的脸颊侧和舌面(lingual side)暴露至最大。

3)对照组和试验组的编制

使用半径3mm的微锯形成深度为4至5mm、长度8mm以及底部宽 度6至7mm的鞍形二壁骨缺陷。使用外科圆头锉或槽子或槌将粗燥区域 打磨成期望的形状。

首先,用于对照组的MBCP与纤维蛋白胶混合,所产生的混合物被凝 结并且被装入右手骨缺陷区。然后,用于试验组的MBCP/纤维蛋白块被装 入左手骨缺陷区的前面(图6)。

在伤口处释放切入以释放张力,并且使用4-0尼龙以进行持续的锁定 缝合。阿莫西林(SAMJIN制药有限公司,韩国)和双氯芬酸 钠(SAMJIN制药有限公司,韩国)被肌肉内地注射入所有的 试验动物三天以防止外科手术之后的感染,并且试验动物被喂养具有高蛋 白奶的软食物一周。使用洗必太(Bukwang制药有限公 司,韩国)消毒一周(图7)。

2-3、可视检查

在手术之后,持续地对提供给小猪的饲料进行消毒,并且小猪被保持 健康状态。手术2、4以及8周之后,小猪被宰杀,并且在骨组织样本被 福尔马林保存之前用肉眼观察骨移植区域的愈合水平、炎症状况以及伤口 开裂。

2-4、计算机X线断层摄影术检查

随后,使用标准的数字射线照片检查每个骨移植区域并且每个骨移植 区域经受牙齿计算机X线断层摄影。然后,相对于骨移植区域的中心,进 行骨移植区域之间的垂直和水平骨切割。

1)3D计算机X线断层摄影

使用锥形束CT(Alphard vega,朝日伦琴设备公司,日本)影像小猪的 包含每个移植材料的下颚骨。所述影像在80KVp的管压下和8mA的管流 下进行15秒。所有试样的空间分辨率被设定至0.2mm×0.2mm,并且每个 试验获取约512个图像。所获得的图像以“.dcm”的格式存储,并且使用 DICOM阅读器程序(OnDemand 3应用软件,Cybermed公司,韩国)分 析这些文件,并且所有的图像在诊断监控器(WIDE公司,韩国)上被鉴 别和分析。

2)骨密度分析

在Dicom阅读器程序上相对于骨缺陷区域的中心调整冠状平面、矢形 面以及横向面的轴线。相对于10像素×10像素的感兴趣区域(ROI), 测量横向平面上骨缺陷区域的五个区(例如上、下、左、右区)的射线照 片不透明性。每个骨缺陷区域的三个区域(例如前、中和后区)被测量, 并且在每个小猪上进行相同的分析2、4和8周。然后,随着时间的推移 统计地分析射线照片的不透明性。另外,基于分析结果,随着时间的推移 试验组之间射线照片不透明性的变化被统计地分析。此处,该程序上的数 值是代表1023至3071范围的不透明性的相对值,并且小猪的皮层骨和松 质骨分别在约500至1300和-100至600的射线照片不透性下被测量(图 8)。

2-5、组织学检查

1、在手术2、4和8周之后小猪被宰杀以获得分别的组织样本。然 后,组织样本被固定在10%的中性福尔马林溶液中两天,使用10%的 EDTA除去矿物质并且通过常规方法脱水并植入树脂。然后,4至6μm大 小的显微镜用薄片样本被附接至多聚赖氨酸涂层载片以制备样本。

使得骨移植区域和正常区域被包含在组织断片内地制备组织断片。为 了观察新骨和纤维性组织的形状和检查新骨和纤维性组织的形状的变化, 使用苏木精&曙红以及马森三色染剂染色样本并且在显微镜下检查样本。

实施例3:试验结果

3-1、临床表现

每组中的三个小猪中的每个在2、4和8周的时间点上被分析。从临 床评估的结果可以看出,在2周的时间点在对照组中出现伤口裂开和严重 的炎症。但是,在其他的试验组中,在试验的4和8周的时间点上没有出 现炎症和伤口裂开,并且观察到极好的骨再生(表1)。

[表1]

通过MBCP+纤维蛋白胶和MBCP/纤维蛋白块的炎症

  组   骨移植材料   2周   4周   8周   对照组   MBCP+纤维蛋白胶   ±   -   -   试验组   MBCP/纤维蛋白块   -   -   -

(-:负,±:稀少,+:温和,++:中等,以及+++:强烈)

3-2、放射线特征

1)3D计算机X线断层摄影术评估

在4周的时间点,对照组的MBCP+纤维蛋白胶被稍微吸收到脸颊侧 和舌面,同时相对于总体形状的高度稍微地减小。另外,齿槽材料的正常 宽度约为2至3mm,但是在试验组(MBCP/纤维蛋白块)中稍微出现了脸 颊侧内的骨缺陷,并且齿槽材料显示出了更高和更宽的形状(图9)。

2)骨密度评估

在放射线特征中,在正常的骨化过程中,骨密度在对照组和试验组中 增加。此处,相较对照组,试验组中的骨密度被极大地增加。相较对照 组,在冷干的MBCP/纤维蛋白块组中在2和8周的时间点特别地观察到更 高的骨密度。这显示,在2周的时间点通过模块化人造骨和纤维蛋白,初 始的移植颗粒被稳定,并且在8周的时间点观察到通过预成熟骨化的骨成 熟(表2)。

[表2]

*p<0.05

3-3、组织学特征

结果,在MBCP与纤维蛋白胶混合并且凝固的对照组中,在2周的时 间点观察到临床表现(例如移植骨周围的破骨细胞的活性以及外围的血管 新生),这会导致能观察到局部的新骨再生。另外,在4周的时间点,另 外会进行骨的再造,并且新骨的再生被额外地增加。在MBCP/纤维蛋白块 被移植到骨缺陷区域的试验组中,在2周的时间点,MBCP被分散在纤维 蛋白结构中,但是当纤维蛋白结构被局部地损坏时会出现新的血管。另 外,能观察到移植骨周围的新骨的再生以及分散的MBCP的吸收。另外, 在4周的时间点,能更加清楚地观察到造骨细胞的活动,并且因此骨缺陷 区域的边缘被成熟的骨替代(图10)。

在小猪的下颚骨内形成鞍形二壁骨缺陷区域,并且MBCP/纤维蛋白混 合物或冷干的MBCP/纤维蛋白块被移植到骨缺陷区域以在手术后的2、4 和8周的时间点可视地、放射线地以及组织学地比较成骨质效果,并且获 得下述比较结果。

1、在可视检查以及3D X线断层照相术检测中,相较MBCP/纤维蛋 白胶移植组,在MBCP/纤维蛋白块移植组中能观察到极好的骨再生以及能 保持好的骨移植形状。

2、在放射线骨密度检查中,相较MBCP/纤维蛋白胶移植组,在 MBCP/纤维蛋白块移植组中测量到更高的骨密度,这表示骨再生被改进。

3、在组织学检查中,相较MBCP/纤维蛋白胶移植组中,在MBCP/纤 维蛋白块移植组中新骨再生非常好并且骨再造进行的更快。

【工业应用性】

如上所述的,当冷干的MBCP/纤维蛋白块被移植到骨缺陷区域,相比 传统的骨架(MBCP/纤维蛋白胶),其具有良好的形状保持特性并且很好 地改进了骨再生。

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1、(10)申请公布号 CN 102264401 A (43)申请公布日 2011.11.30 CN 102264401 A *CN102264401A* (21)申请号 200980152504.2 (22)申请日 2009.02.02 10-2009-0003884 2009.01.16 KR A61L 27/14(2006.01) (71)申请人 圆光大学校产学协力团 地址 韩国全罗北道益山市新龙洞 344-2 (72)发明人 李俊 尹东贤 (74)专利代理机构 广州三环专利代理有限公司 44202 代理人 倪小敏 (54) 发明名称 由骨粉和纤维蛋白胶制成的固体骨架 (57) 摘要 本发明。

2、涉及一种骨再生骨架, 并且更特别地 涉及一种由纤维蛋白胶和骨粉的混合物组成的骨 再生骨架, 在骨架的内部具有多个用于容纳骨生 长素的小孔, 所述骨架具有预定的凝结形状。 本发 明还涉及一种用于制造所述骨架的方法。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.06.24 (86)PCT申请的申请数据 PCT/KR2009/000507 2009.02.02 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/082702 KO 2010.07.22 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 9 页 C。

3、N 102264416 A1/2 页 2 1. 用于骨再生的骨架, 包括 : 纤维蛋白胶 ; 与纤维蛋白胶混合的骨粉 ; 以及 被加工用来容纳促骨生长素的多个孔 ; 其中所述骨架具有预定的凝结形状。 2. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述骨架被处理以在冷干之前具有预定的形状。 3. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述骨架在预定的铸模中被冷干。 4. 根据权利要求 3 所述的骨架, 其中所述铸模通过下述方式制备 : (a) 使用 3D 计算机 X 射线断层扫描技术 (CT) 制备 3 维 (3D) 颅骨模型, 以及 (b) 在 3D 颅骨模型内使用牙用树脂制备铸模, 该铸模用于制备。

4、适于骨缺陷区域的骨 架。 5. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述骨粉是除掉造骨细胞的粉碎骨粉。 6. 根据权利要求 5 所述的骨架, 其中所述骨粉选自自体骨、 同种异体骨、 异种骨以及人 造骨中的至少一种。 7. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述纤维蛋白胶包括纤维蛋白原和凝血酶。 8. 根据权利要求 7 所述的骨架, 其中所述纤维蛋白原的浓度为 10 至 1000mg/ml。 9. 根据权利要求 7 所述的骨架, 其中所述凝血酶的浓度为 0.1 至 1000IU/ml。 10. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述纤维蛋白胶进一步包括抑肽酶或氯化钙。 11. 根据权利要求 。

5、1 所述的骨架, 其中所述纤维蛋白胶进一步包括水溶性粘合剂。 12. 根据权利要求 11 所述的骨架, 其中所述水溶性粘合剂是细胞培养介质、 蒸馏水或 血液。 13. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述骨粉和纤维蛋白胶以 1 至 10 1 的体积比 混合。 14. 根据权利要求 1 所述的骨架, 其中所述促骨生长素是荷尔蒙、 细胞因子或干细胞。 15. 一种制备用于骨再生的骨架的方法, 所述方法包括 : 混合骨粉和纤维蛋白胶 ; 以及 冷干所产生的混合物, 其中所述骨架包括被加工用来容纳促骨生长素的多个孔并且具有预定的凝结形状。 16. 根据权利要求 15 所述的方法, 其中所述骨架被处。

6、理以在冷干前具有预定的形状。 17. 根据权利要求 15 所述的骨架, 其中所述冷干过程是在预定的铸模中进行的。 18. 根据权利要求 17 所述的方法, 其中所述铸模通过下述方式制备 : (a) 使用 3D CT 制备 3D 颅骨模型, 以及 (b) 在 3D 颅骨模型内使用牙用树脂制备铸模, 该铸模用于制备适于骨缺陷区域的骨 架。 19. 根据权利要求 15 所述的方法, 其中所述骨粉是除掉造骨细胞的粉碎骨粉。 20. 根据权利要求 19 所述的方法, 其中所述骨粉选自自体骨、 同种异体骨、 异种骨以及 人造骨中的至少一种。 21. 根据权利要求 15 所述的方法, 其中所述纤维蛋白胶包括。

7、纤维蛋白原和凝血酶。 22. 根据权利要求 21 所述的方法, 其中所述纤维蛋白原的浓度为 10 至 1000mg/ml。 权 利 要 求 书 CN 102264401 A CN 102264416 A2/2 页 3 23. 根据权利要求 21 所述的方法, 其中所述凝血酶的浓度为 0.1 至 1000IU/ml。 24. 根据权利要求 15 所述的方法, 其中所述维蛋白胶进一步包括抑肽酶或氯化钙。 25. 根据权利要求 15 所述的方法, 其中所述纤维蛋白胶进一步包括水溶性粘合剂。 26. 根据权利要求 25 所述的方法, 其中所述水溶性粘合剂是细胞培养介质、 蒸馏水或 血液。 27.根据权。

8、利要求15所述的方法, 其中所述骨粉和纤维蛋白胶以1至101的体积比 混合。 28. 根据权利要求 15 所述的方法, 其中所述促骨生长素是荷尔蒙、 细胞因子或干细胞。 权 利 要 求 书 CN 102264401 A CN 102264416 A1/8 页 4 由骨粉和纤维蛋白胶制成的固体骨架 【技术领域】 0001 本发明涉及一种用于骨再生的骨架以及制备该骨架的方法, 更特别地涉及一种包 括纤维蛋白胶、 与纤维蛋白胶混合的骨粉以及用于容纳促骨生长素的多个小孔的骨再生骨 架, 其中所述骨架具有预先确定的凝结形状。 【背景技术】 0002 骨组织工程学的目的是通过在需要骨头的位置移植骨原细胞来。

9、诱导骨再生以及 发育骨组织。这种组织工程需要骨原细胞、 骨原细胞所附接的用以存活的骨架以及用于促 使骨诱导以及异化骨再生的生长因子。当给部件赋予刺激物同时保持适当的时间和环境, 各自的部件会形成骨组织。因此, 有很多的为每个部件寻找理想因子的研究。 0003 特别地, 骨传导材料 ( 例如用于形成骨头的骨架 ) 对于骨原细胞的寄生是很重要 的。类似于骨矿物质中材料的骨传导材料应该是生物相适的, 并且提供与骨周围环境接近 的表面反应以及物理支持。各种骨传导材料 ( 例如陶瓷、 胶原质、 生物分解的聚合体等 ) 已 经被研究。 0004 Takahashi等人报道了使用多孔渗水羟磷灰石(HA)和骨。

10、形态发生蛋白(BMP)的骨 结合 (Takahashi K 等人, J Biomed Master Res A12 : 117-123, 2007), Asahina 等人报道了 使用HA、 胶原质、 牛骨形态发生蛋白等(Asahina I等人, J Med dent Sci.44 : 63-69, 1997), Ohgushi 等人报道了使用陶瓷骨架 (Ohgushi H 等人, J Biomed Mat Res 26 : 885-95, 1992 ; OhgushiH 等人, J Biomed Mat Res 32 : 341-8, 1996), 以及 Caplan 等人报道了使用多孔渗 。

11、水磷酸钙等 (CaplanAI.J Cell Physiol 213(2) : 341-347, 2007)。 0005 另外, 欧洲专利第1231947号公开了骨替换材料, 其包括(a)由纤维蛋白或纤维蛋 白原组成的软基质、 (b) 活细胞以及 (c) 由非陶瓷羟磷灰石胶结材料组成的固定基质。 0006 另外, 日本专利申请第 1999-513590 号提出了一种生物可降解的、 多孔渗水三维 骨移植基质, 其包括由矿物化胶原质形成的并且颗粒尺寸为 5m 或更销的磷酸钙微粒, 磷 酸钙微粒被固定在基质上。 0007 另外, 美国专利公开号为 2008-0213229 的专利申请文件公开了一种用。

12、于生产纤 维蛋白的方法, 这种蛋白纤维含有治疗骨折的半固态造骨细胞成分, 所述方法包括隔离造 骨细胞与动物的骨组织、 在 Dulbecco 改良的 Eagle 培养基或 (DMEM) 中或 -MEM 培养基中 培养 / 增殖被隔离的造骨细胞以制备造骨细胞悬浮液、 以及混合造骨细胞悬浮液和半固态 造骨细胞凝结素。 0008 但是, 传统的骨架不能用于活造骨细胞生长的介质。 另外, 当骨架在骨缺陷区域内 被嫁接时, 其形状和强度不能被保持并且在治疗过程中不能被稳定地保持, 这会导致很差 的骨再生效率。 0009 【公开内容】 0010 【技术问题】 0011 本发明努力研制一种能克服上述问题的骨架。

13、, 并且发现通过混合纤维蛋白胶和骨 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A2/8 页 5 粉以及冷干上述混合物所获得的固态骨架在活的有机体内是稳定的、 能够保持在骨再造过 程中持续放置细胞的空间、 以及即使在活的有机体环境中能维持其适当的形状和强度, 借 此能诱导快速的骨再生。因此, 本发明是基于这些事实来被实现的。另外, 通过混合纤维蛋 白胶和骨粉之后的冷干过程, 在混合物中能形成大量的小孔, 借此改进促骨再生素的吸收 和维持。 0012 另外, 本发明骨架可在具有预定期望形状的铸模中被冷干从而具有期望的形状。 该有益效果是提供一种适于在骨缺陷区域内使用的骨架。

14、。结合最近的 3D 扫描技术, 可在患 者体能准确地确定骨缺陷区域并且再生骨架的形状, 并且因此能改进本发明的使用。 0013 因此, 本发明的目的是提供一种用于故再生的固体骨架, 其中骨粉与纤维蛋白胶 混合, 纤维蛋白胶包括作为主要成分的纤维蛋白原和凝血酶。 0014 更特别地, 本发明的另一个目的是提供一种用于骨再生的混凝骨架, 其中通过混 合骨粉和包含作为主要成分的纤维蛋白原和凝血酶的纤维蛋白胶以及冷干合成的混合物 以形成多个小孔从而容纳促骨生长素。 0015 本发明的又一个目的是提供一种具有期望形状的骨架, 这种骨架通过将纤维蛋白 和骨粉的混合物放入具有预定形状的铸模内并且冷干所述混合。

15、物来获得。 0016 本发明的又一个目的是提供一种为患者定制的骨架, 这种骨架通过使用 3D 数字 扫描技术来制备与患者的骨缺陷区域相应的铸模、 将纤维蛋白胶与骨粉的混合物放入铸模 内并且冷干混合物来获得的。 0017 【技术方案】 0018 为了实现上述目的, 本发明的一个方面提供了一种用于骨再生的凝结骨架, 其中 骨粉与纤维蛋白胶混合, 纤维蛋白胶包含作为主要成分的纤维蛋白原和凝血酶。 也就是说, 本发明骨架的特征在于骨粉被加至纤维蛋白胶。 0019 另外, 本发明骨架可以是固态和凝固态。 为此, 纤维蛋白胶和骨粉可以被混合在一 起, 并且所产生的混合物可以被冷却干燥。 同样, 本发明骨架。

16、可被处理以在被冷却干燥之前 具有预定的形状, 或者可以在预定的铸模中被冷却干燥。 一方面, 形状和铸模可对应患者的 颚骨或齿缺陷区域。更特别地, 铸模可通过 (a) 使用 3DCT 制备 3D 模型以及 (b) 在 3D 颅骨 模型内使用牙用树脂制备用于制备适于骨缺陷区域的骨架的铸模被制备的。 0020 在本发明中, 术语 “骨粉” 涉及除去了造骨细胞的粉碎骨粉, 优选地涉及粉碎无机 骨粉。 骨粉可选自自体骨、 同种异体骨、 异种骨以及人造骨(例如羟磷灰石)的至少一种。 在 本发明中, 骨粉可在市场上购买到, 例如 Dynagraft(Austem 有限公司 ), Biocera(Oscote。

17、c 公司 ), Bio-Oss(JungsanBiomed 有限公司 ), ICB(Purgo), MBCP(Purgo), 等等。 0021 在本发明中, 术语 “纤维蛋白胶” 涉及包含作为主要成分的纤维蛋白原和凝血酶的 生物适合以及生物可降解的产品。纤维蛋白胶被使用在各种应用中。例如, 在欧洲, 纤维蛋 白胶通过施加作为组织粘合剂的纤维蛋白原、 凝血酶、 氯化钙或者纤维蛋白溶解酶抑制剂 被临床上用于替代或加强缝合以经过纤维蛋白的组织粘合来缝合末梢神经和改进血管。 另 外, 在日本, 纤维蛋白胶被用作脑神经手术(包括血管手术领域)、 整形外科手术(例如骨粘 合 ) 以及为伤口受伤的患者止血的。

18、手术粘合剂。例如, 在市场上可购买到 Greenplast( 绿 十字公司 ), Beriplast-P(Aventis), Tisseel(Baxter) 等等。 0022 本发明纤维蛋白胶优选地包括纤维蛋白原和凝血酶。纤维蛋白原的浓度为 10 至 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A3/8 页 6 1000mg/ml, 优选地为 10 至 100mg/ml。而凝血酶的浓度为 0.1 至 1000IU/ml, 优选地为 1 至 100IU/ml。 0023 本发明纤维蛋白胶进一步包括抑肽酶或氯化钙。另外, 本发明纤维蛋白胶进一步 包括水溶性粘合剂。水溶性粘合。

19、剂可以是细胞培养介质、 蒸馏水或血液。 0024 在本发明中, 当骨粉和纤维蛋白胶混合在一起时, 纤维蛋白胶数量上的增加会增 加引起毒性的可能性, 并且因此优选地适于调整纤维蛋白胶的含量。 另外, 当骨架的大小更 大时, 优选地增加骨粉的含量以保持骨架的密度和形状。考虑到这些事实, 在本发明中, 纤 维蛋白胶和骨粉可以 1 1 至 10 的体积比混合, 优选地为 1 1 至 5, 更加优选地为 1 1 至 3。 0025 本发明促骨生长素包括各种用于促进骨生长的因子。例如, 促骨生长素可包括荷 尔蒙、 细胞因子或干细胞等等。更特别地, 促骨生长素可以是血小板衍生生长因子 (PDGF) 或血管内。

20、皮生长因子 (VEGF)。 0026 当纤维蛋白胶和骨粉的混合物经受冷干过程时由于在混合物上形成大量的小孔, 本发明骨架可以改进促骨生长素的吸收和保持。 冷干的骨架已经吸收了包含促骨生长素的 介质并且将该介质传递入小孔内。 0027 本发明的另一方面涉及一种用于制备具有预定形状的固态骨架的方法, 所述方法 包括混合骨粉和纤维蛋白胶并且在具有预定形状的铸模中冷干所产生的混合物。 0028 冷干过程可以采用传统的方式进行, 这意味着在冷干过程中残留水分的量为 2 w/w 或更少。另外, 本发明冷干过程可使用市场上购买的冷干机进行。 0029 本发明的另一个方面涉及一种制备患者定制的骨架的方法, 这。

21、种骨架适合患者的 骨缺陷区域以通过将骨架应用到骨缺陷区域来促进骨再生。 0030 特别地, 本发明制备患者定制的骨架的方法包括 : (a) 使用 3DCT 制备 3D 模型, (b) 使用牙用树脂在 3D 模型中制备铸模, 该铸模用于制备适于骨缺陷区域的骨架, 以及 (c) 将 纤维蛋白胶和骨粉的混合物放入铸模并且冷干所述混合物。 0031 【有益效果】 0032 本发明用于骨再生的固态骨架适合活的有机体并且在骨再生过程中持续地改进 促骨生长素 ( 例如细胞或细胞因子 ) 的吸收和保持。另外, 本发明固态骨架可将骨再生诱 导至合适的形状 ( 因为固态骨架的形状要适合骨缺陷区域 ), 维持能放置。

22、各种用于骨再生 的材料的空间, 以及即使在活的有机体环境中保持合适的形状和密度, 借此诱导快速的骨 再生。 【附图说明】 0033 图 1 显示了使用在本发明中的纤维蛋白胶成套材料的构造 ; 0034 图 2 显示了本发明冷干的 Biocera/ 纤维蛋白块 ; 0035 图 3 显示了本发明冷干的 Biocera/ 纤维蛋白块的制备过程 (A : 混合 MBCP 和纤维 蛋白胶, B : 冷干过程之前的凝胶状态, C : 冷干过程, D : 冷干过程之后的固态 ) ; 0036 图 4A 显示了 MBCP 和纤维蛋白胶的混合物 ; 0037 图 4B 显示了通过冷干混合物所获得的 MBCP/。

23、 纤维蛋白块的状态 ; 0038 图 5 分别显示了作为试验动物的小猪的麻醉诱导、 牙齿的提取以及提取的牙齿 ; 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A4/8 页 7 0039 图 6 显示了本发明骨移植材料被移植到小猪的齿槽缺陷区域内的位置 ; 0040 图 7 显示了移植本发明骨移植材料的过程 (A : 通过下颚内的残余齿槽脊的经翻瓣 来暴露移植区域, B : 以鞍状物的形式形成唯一的骨缺陷区域, 以及移植 MBCP 和纤维蛋白胶 混合物或 MBCP/ 纤维蛋白块 ) ; 0041 图8A至8D显示了使用Dicom阅读器程序分析骨密度(图8A : 线条调整,。

24、 图8B : 厚 度调整, 图 8C : 密度测量, 以及图 8D : 被分割成 3 个碎片的密度测量 (10x10 像素大小, 3mm 厚度 ) ; 0042 图 9 显示了涉及本发明骨移植材料被移植的区域的 3D 计算机 X 线体层照相术的 结果 ; 0043 图 10 显示了涉及本发明骨移植材料被移植的区域的免疫组织化学着色的结果。 0044 【发明的具体实施方式】 0045 下文中, 将参考附图描述本发明的优选实施方式。 0046 下文中, 将参考附图详细地描述本发明的具体实施方式从而使得本领域技术人员 能够容易地实施本发明。 0047 实施例 1 : 制备本发明骨架 0048 1-1。

25、、 制备纤维蛋白胶 0049 使用 Greenplast(Greenplast 成套材料、 绿十字集团、 韩国 ) 制备纤维蛋白 胶 ( 图 1)。如下实施纤维蛋白胶的制备。 0050 1) 制备瓶 -1 溶液 : 5ml 0051 首先, 瓶 -1 内的蛋白质浓度确定为 97.6mg/ml。为了调整蛋白质浓度至 40mg/ml, 溶液被稀释 2.5 倍。2.5ml 的瓶 -2 溶液被加至一个瓶 -1 以溶解蛋白质, 并且 2.5ml 的生理 盐水溶液被加至另一瓶 -1 以溶解蛋白质。然后, 两个完全溶解的瓶 -1 溶液被收集到一个 试管中。 0052 2) 制备瓶 -3 溶液 0053 瓶 。

26、-3 中的凝血酶滴定度确定为 557IU/ml。为了调整凝血酶滴定度至 20IU/ml, 溶 液被稀释 28 倍。2.5ml 的瓶 -4 溶液被加至一个瓶 -3 中以溶解蛋白质, 并且 1ml 的瓶 -4 溶 液被取出并且被加至 10ml 的生理盐水溶液中, 并且被彻底混合。 0054 1-2、 混合纤维蛋白胶和骨粉 0055 1) 盘状骨块 0056 称量0.25g的骨粉(Biocera)并且将其放入24孔平板的每个孔中。 0.2ml的瓶-1 溶液被加入每个孔中并且与骨粉混合从而使得骨粉能充分地吸收瓶 -1 溶液。然后, 0.1ml 的瓶 -3 溶液被加入每个孔中并且使用调药刀迅速地混合, 。

27、所产生的混合物被保持成固定 的。 0057 2) 半圆形杆状骨块 0058 使用具有 10ml 吸液管的已准备好的铸模。称重 1.25g 的骨粉 (Biocera) 并且放 置到每个通道中。2ml 的瓶 -1 溶液被加入每个孔中并且混合从而使得骨粉能充分地吸收 瓶-1溶液。 0.5ml的瓶-3溶液被加入每个孔中并且使用调药刀迅速地混合, 所产生的混合 物被保持在室温一个小时。 0059 1-3、 冷干 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A5/8 页 8 0060 冷干器的隔板的温度被设定在-45并且运行冷干器。 结果, 获得冷干的半圆形杆 状骨块 ( 图 2)。

28、。 0061 实施例 2 : 用于试验的材料和方法 0062 2-1、 试验动物和材料 0063 使用 4 条 30kg 的小猪 (PWG, 韩国 ) 作为试验动物。这些猪在室温下使用软动物饲 料和水、 采用合格的喂养设备喂养预定的一段时间。 0064 1) 牙齿提取 0065 从小猪的左右下颚提取从前臼齿至第一臼齿的牙齿。提取牙齿之后, 伤口被连续 地缝合。缝合一周之后, 进行注射, 并且伤口愈合一个月。在愈合过程中, 在外壳手术中进 行额外的结实牙齿的提取。 0066 2) 制备 MBCP/ 纤维蛋白块 0067 (1) 制备纤维蛋白胶 0068 使用 Greenplast(Greenpl。

29、ast 成套材料、 绿十字集团、 韩国 ) 制备纤维蛋白 胶。1ml 的 Greenplast 成套材料包括浓缩的人类纤维蛋白原、 抑肽酶、 人类血清凝血酶以 及 -MEM( 介质溶液 )。抑肽酶与浓缩的人类纤维蛋白原混合以制备纤维蛋白原溶液、 而 -MEM 与人类血清凝血酶混合以制备凝血酶溶液。 0069 (2) 制备 MBCP/ 纤维蛋白合成物 ( 下文中被称为 “MBCP+ 纤维蛋白胶” ) 0070 已经准备好的纤维蛋白胶 ( 包含纤维蛋白原溶液以及凝血酶溶液 ) 与 MBCP 以 1 1 的体积比混合, 并且所产生的混合物被装入已经制备好的铸模中。然后, 所述混合物 经受冷干过程以制。

30、备 MBCP/ 纤维蛋白块 ( 也即本发明骨架 )( 图 3 和 4)。 0071 2-2、 试验方法 0072 1) 麻醉诱导 0073 为了小猪的骨移植, 动物麻醉剂(3mg/kg, Bayer韩国有限公司, 韩国) 和可他命的每个被静脉内地注射给小猪以诱导全身麻醉。 使用N2O+O2进行口腔插管以诱导 全身麻醉。 0074 为了提供视野, 上颚与下颚的犬齿被绷带系住从而导致最大的张开度。使用 Potadine 对口腔灭菌, 并且包含 1 100,000 体积比肾上腺素的利多卡因 (Yuhan 有限公 司, 韩国 ) 被注射入下颚剩余的牙槽骨内从而诱导局部麻醉并且阻止流血 ( 图 5)。 。

31、0075 2) 牙槽骨暴露 0076 小猪的剩余牙槽骨经受水平的切入和垂直的切入, 并且骨膜被剥离以将下颚的脸 颊侧和舌面 (lingual side) 暴露至最大。 0077 3) 对照组和试验组的编制 0078 使用半径 3mm 的微锯形成深度为 4 至 5mm、 长度 8mm 以及底部宽度 6 至 7mm 的鞍形 二壁骨缺陷。使用外科圆头锉或槽子或槌将粗燥区域打磨成期望的形状。 0079 首先, 用于对照组的 MBCP 与纤维蛋白胶混合, 所产生的混合物被凝结并且被装入 右手骨缺陷区。 然后, 用于试验组的MBCP/纤维蛋白块被装入左手骨缺陷区的前面(图6)。 0080 在伤口处释放切入。

32、以释放张力, 并且使用 4-0 尼龙以进行持续的锁定缝合。阿莫 西林 (SAMJIN 制药有限公司, 韩国 ) 和双氯芬酸钠 (SAMJIN 制药 有限公司, 韩国 ) 被肌肉内地注射入所有的试验动物三天以防止外科手术之后的感染, 并 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A6/8 页 9 且试验动物被喂养具有高蛋白奶的软食物一周。使用洗必太 (Bukwang 制 药有限公司, 韩国 ) 消毒一周 ( 图 7)。 0081 2-3、 可视检查 0082 在手术之后, 持续地对提供给小猪的饲料进行消毒, 并且小猪被保持健康状态。 手 术2、 4以及8周之后, 小猪被。

33、宰杀, 并且在骨组织样本被福尔马林保存之前用肉眼观察骨移 植区域的愈合水平、 炎症状况以及伤口开裂。 0083 2-4、 计算机 X 线断层摄影术检查 0084 随后, 使用标准的数字射线照片检查每个骨移植区域并且每个骨移植区域经受牙 齿计算机 X 线断层摄影。然后, 相对于骨移植区域的中心, 进行骨移植区域之间的垂直和水 平骨切割。 0085 1)3D 计算机 X 线断层摄影 0086 使用锥形束 CT(Alphard vega, 朝日伦琴设备公司, 日本 ) 影像小猪的包含每个移 植材料的下颚骨。 所述影像在80KVp的管压下和8mA的管流下进行15秒。 所有试样的空间 分辨率被设定至 0。

34、.2mm0.2mm, 并且每个试验获取约 512 个图像。所获得的图像以 “.dcm” 的格式存储, 并且使用 DICOM 阅读器程序 (OnDemand 3 应用软件, Cybermed 公司, 韩国 ) 分 析这些文件, 并且所有的图像在诊断监控器 (WIDE 公司, 韩国 ) 上被鉴别和分析。 0087 2) 骨密度分析 0088 在 Dicom 阅读器程序上相对于骨缺陷区域的中心调整冠状平面、 矢形面以及横向 面的轴线。 相对于10像素10像素的感兴趣区域(ROI), 测量横向平面上骨缺陷区域的五 个区 ( 例如上、 下、 左、 右区 ) 的射线照片不透明性。每个骨缺陷区域的三个区域 。

35、( 例如前、 中和后区 ) 被测量, 并且在每个小猪上进行相同的分析 2、 4 和 8 周。然后, 随着时间的推移 统计地分析射线照片的不透明性。 另外, 基于分析结果, 随着时间的推移试验组之间射线照 片不透明性的变化被统计地分析。此处, 该程序上的数值是代表 1023 至 3071 范围的不透 明性的相对值, 并且小猪的皮层骨和松质骨分别在约 500 至 1300 和 -100 至 600 的射线照 片不透性下被测量 ( 图 8)。 0089 2-5、 组织学检查 0090 1、 在手术 2、 4 和 8 周之后小猪被宰杀以获得分别的组织样本。然后, 组织样本被 固定在 10的中性福尔马林。

36、溶液中两天, 使用 10的 EDTA 除去矿物质并且通过常规方法 脱水并植入树脂。然后, 4 至 6m 大小的显微镜用薄片样本被附接至多聚赖氨酸涂层载片 以制备样本。 0091 使得骨移植区域和正常区域被包含在组织断片内地制备组织断片。 为了观察新骨 和纤维性组织的形状和检查新骨和纤维性组织的形状的变化, 使用苏木精 & 曙红以及马森 三色染剂染色样本并且在显微镜下检查样本。 0092 实施例 3 : 试验结果 0093 3-1、 临床表现 0094 每组中的三个小猪中的每个在 2、 4 和 8 周的时间点上被分析。从临床评估的结果 可以看出, 在 2 周的时间点在对照组中出现伤口裂开和严重的。

37、炎症。但是, 在其他的试验组 中, 在试验的 4 和 8 周的时间点上没有出现炎症和伤口裂开, 并且观察到极好的骨再生 ( 表 1)。 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A7/8 页 10 0095 表 1 0096 通过 MBCP+ 纤维蛋白胶和 MBCP/ 纤维蛋白块的炎症 0097 组 骨移植材料 2 周 4 周 8 周 对照组 MBCP+ 纤维蛋白胶 - - 试验组 MBCP/ 纤维蛋白块 - - - 0098 (- : 负, : 稀少, + : 温和, + : 中等, 以及 + : 强烈 ) 0099 3-2、 放射线特征 0100 1)3D 计算机。

38、 X 线断层摄影术评估 0101 在4周的时间点, 对照组的MBCP+纤维蛋白胶被稍微吸收到脸颊侧和舌面, 同时相 对于总体形状的高度稍微地减小。另外, 齿槽材料的正常宽度约为 2 至 3mm, 但是在试验组 (MBCP/ 纤维蛋白块 ) 中稍微出现了脸颊侧内的骨缺陷, 并且齿槽材料显示出了更高和更宽 的形状 ( 图 9)。 0102 2) 骨密度评估 0103 在放射线特征中, 在正常的骨化过程中, 骨密度在对照组和试验组中增加。此处, 相较对照组, 试验组中的骨密度被极大地增加。相较对照组, 在冷干的 MBCP/ 纤维蛋白块组 中在 2 和 8 周的时间点特别地观察到更高的骨密度。这显示,。

39、 在 2 周的时间点通过模块化 人造骨和纤维蛋白, 初始的移植颗粒被稳定, 并且在 8 周的时间点观察到通过预成熟骨化 的骨成熟 ( 表 2)。 0104 表 2 0105 0106 *p 0.05 0107 3-3、 组织学特征 0108 结果, 在 MBCP 与纤维蛋白胶混合并且凝固的对照组中, 在 2 周的时间点观察到临 床表现 ( 例如移植骨周围的破骨细胞的活性以及外围的血管新生 ), 这会导致能观察到局 部的新骨再生。另外, 在 4 周的时间点, 另外会进行骨的再造, 并且新骨的再生被额外地增 加。在 MBCP/ 纤维蛋白块被移植到骨缺陷区域的试验组中, 在 2 周的时间点, MBC。

40、P 被分散 在纤维蛋白结构中, 但是当纤维蛋白结构被局部地损坏时会出现新的血管。 另外, 能观察到 移植骨周围的新骨的再生以及分散的 MBCP 的吸收。另外, 在 4 周的时间点, 能更加清楚地 观察到造骨细胞的活动, 并且因此骨缺陷区域的边缘被成熟的骨替代 ( 图 10)。 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A8/8 页 11 0109 在小猪的下颚骨内形成鞍形二壁骨缺陷区域, 并且 MBCP/ 纤维蛋白混合物或冷干 的 MBCP/ 纤维蛋白块被移植到骨缺陷区域以在手术后的 2、 4 和 8 周的时间点可视地、 放射 线地以及组织学地比较成骨质效果, 并且获。

41、得下述比较结果。 0110 1、 在可视检查以及 3D X 线断层照相术检测中, 相较 MBCP/ 纤维蛋白胶移植组, 在 MBCP/ 纤维蛋白块移植组中能观察到极好的骨再生以及能保持好的骨移植形状。 0111 2、 在放射线骨密度检查中, 相较MBCP/纤维蛋白胶移植组, 在MBCP/纤维蛋白块移 植组中测量到更高的骨密度, 这表示骨再生被改进。 0112 3、 在组织学检查中, 相较MBCP/纤维蛋白胶移植组中, 在MBCP/纤维蛋白块移植组 中新骨再生非常好并且骨再造进行的更快。 0113 【工业应用性】 0114 如上所述的, 当冷干的 MBCP/ 纤维蛋白块被移植到骨缺陷区域, 相比。

42、传统的骨架 (MBCP/ 纤维蛋白胶 ), 其具有良好的形状保持特性并且很好地改进了骨再生。 说 明 书 CN 102264401 A CN 102264416 A1/9 页 12 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A2/9 页 13 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A3/9 页 14 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A4/9 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A5/9 页 16 图 8A 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A6/9 页 17 图 8B 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A7/9 页 18 图 8C 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A8/9 页 19 图 8D 说 明 书 附 图 CN 102264401 A CN 102264416 A9/9 页 20 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 102264401 A 。

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