CN111973797A - 一种骨科用无创植入高黏度胶材料及其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高粘度、良好可塑膜性，储存性状稳定、便于手术现场配制和植入的一种骨科用无创植入高黏度胶材料及其制备方法及应用，其由配比原料PLGA、β‑TCP、氯化钠、乙酸乙酯、蒸馏水、医用胶黏剂、聚富马酸羟基丙酯、N‑乙烯丙吡咯烷酮；或PLGA、β‑TCP、磷酸盐缓冲液、等制成；分别制备高黏度胶水分散粒剂、胶黏剂溶液；在高黏度胶水分散粒剂中加入有机酸类溶剂、胶黏剂溶液得到骨科用无创植入高黏度胶溶液；本发明利用预制的材料现场随配随用，准确把握固化时间，保证手术植入时间区间；体温下迅速固化，良好生物相容性，生物降解可控，加快骨愈合，形成可塑膜形材料，具备高粘度，提高重建修复强度；微创植入精准、便捷。

Description

一种骨科用无创植入高黏度胶材料及其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及生物制剂技术领域，具体地说涉及一种骨科用无创植入高黏度胶材料及其制备方法及应用。

背景技术

人类应用医用黏合剂历史悠久，近几十年来降低手术的复杂程度，医用胶黏剂获得了飞速发展和广泛应用。在外科手术中，医用胶黏剂用于某些器官和组织的局部黏合和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；妇科用来黏堵输卵管完成结扎；齿科用于牙齿的修补；骨科手术中骨骼、关节的结合与定位。

骨骼用胶黏剂须有良好的生物相容性，可降解性，无脏器毒性及细胞毒性，无致癌致畸作用，且在常温下可以实现快速黏合，不影响骨痂生长，在一定时间内可降解，具有良好的黏合强度及持久性以保证骨折愈合。现就骨科各种黏合剂主要有α-氰基丙烯酸酯类；骨水泥类黏合剂（骨水泥、磷酸钙系骨水泥、磷酸镁骨水泥）；复合型黏合剂（复合促凝剂、复合水（血）溶剂、复合增强剂、复合增塑剂、复合生物活性因子）；血纤维蛋白类；海藻酸钠混合胶。生物材料按应用性质来分类，分为抗凝血材料（心血管材料）、齿科材料、骨科材料、眼科材料、吸附解毒材料（血液灌流用）、假体材料、缓释材料、生物黏合材料、透析及超滤用膜材料、一次性医用材料，等等。按医用材料使用要求分类：非植入性材料、植入性材料、血液接触性材料、降解和吸收性材料。

新近研制的材料是聚乙醇酸（Polyglycolide）和聚乳酸（Polylactide）为基础的聚合物，将其制成螺钉和内固定棒应用于临床骨折的内固定。骨折愈合后在体内能自身降解和吸收，不用再手术取出。聚合物的材料植入体内48小时后，螺钉和棒吸水膨胀，能自身加强，具有较好的内固定特性。且不干扰骨折愈合，也无溶骨现象。目前已成为商品化市场销售，国外有许多国家用于内固定关节内及关节周围骨折和手部骨折。其中芬兰在1990年已积累了2万多病例，中国自1993年起也开始应用。

然而，不同聚合物，机械强度和降解速度各有差异。另外，经反复体内生物学动物实验发现，将聚合物植入体内易在植入周围发生水肿并出现炎症细胞浸润和多核巨细胞，成纤维细胞增殖形成纤维；同时，聚合体降解而成的微粒被巨噬细胞吞食，其植入骨内有迟发性炎症反应，且发生率仍然较高。

虽然，生物降解材料在人体内最终分解为H₂O₂和CO₂，毒性极低，但对组织的刺激性大，会造成组织积液和肿胀；材料降解的微粒也会被人体视为异物刺激体内诱发排斥反应——巨噬细胞反应。所以，其组织相容性仍然不及现应用的金属内固定性能好。

创伤、感染、肿瘤、骨坏死及先天畸形等多种疾病的骨折、骨缺损临床常见，使得用于骨折、骨缺损修复的可微创注射性生物材料越来越重视，已开发出骨水泥、天然衍生物及合成聚合物等多种可注射性材料。

现有一种骨折原位矿物相形成材料，是将由无机钙和无机磷制成的粘湿剂注射在骨折间隙中，几分钟内即开始变硬，形成磷碳酸钙，至12小时固化完全，能使骨折坚固连接。但在其完全固化前，骨折处黏固的钢度和硬度不够，仍必须用石膏外固定，以防止骨折变位。

骨水泥是一类在临床外科手术中操作方便、能像水泥一样根据需要任意塑形和自行固化的骨修复材料，在骨修复等领域有着广泛的应用。目前可作为骨水泥使用的一种材料是聚甲丙烯酸甲醋（PMMA），由于其组成成份与自然骨组织完全不同，因此生物相容性存在很大的问题。传统的无机磷酸钙骨水泥虽可有很好的生物相容性和高的生物活性，但其力学强度太低，抗压强度小，抗张强度低，脆性大，而弹性模量却大大高于自然骨。此外，其可注射性能差，不能根据缺损部位精确的填充和修复需要治疗的地方，并且还存在有遇到体液和血液难以固化等方面的问题。

聚合物的分子设计是目前生物高分子科学工作者的一个重要课题，分析“分子设计”即推断、预测、高分子生物材料的构成原子、分子种类、结合和聚集态等问题，并描绘出该分子的结构、组织、形态的具体构象。进行了医用生物高分子聚合物的分子设计，目的就是如何合成和制造具有指定性能和结构的高分子生物材料。分子设计进一步与实际联系就是“材料设计”，材料设计属目的学范畴，是工程学范畴的课题。

生物降解聚合物由于具有机械性能优异，生物相容性好等优点，在生物医学领域如骨移植、骨水泥、药物控释、组织工程支架等方便有着越来越多的应用。目前治疗骨缺损多采用自体移植和合成材料植入的方法，但自体移植骨数量受来源的限制，会引起二次手术的痛苦，且很难根据缺损部位准确塑型，同种异体移植则可能成为疾病的传染源。合成材料如PMMA骨水泥是永久性植入的，但可能引起诸多感染、骨腐蚀等副作用，而且对于植入人体的人工骨材料来说，既要要求她能经得起体液的腐蚀和溶解，具有良好的生物相容性及生物活性，还要具有良好的化学稳定性和力学性能。

β-TCP(β-tricalcium phosphate)，即β-磷酸三钙，粉剂，作为人工骨替代材料自70年代起应用于临床。β-TCP的成分与骨矿物组成类似，β-TCP中Ca和P离子的比例为1.5:1，在体内降解为Ca和P离子并以此提供给新生的骨组织,逐步被新骨组织代替,具有良好的生物相容性。作为一种植入材料，β-TCP的生物降解性能良好。通常，生物降解过程有两种途径，即体液介导过程和细胞介导过程。而β-TCP具有利于体液浸入的连通大孔结构以及以利于组织细胞长入的微孔结构。β-TCP被植入体内经过一段时间，发生陶瓷生物降解，最终无异物存留，材料完全吸收后形成新股的塑型不再收材料存在的影响，而且新骨的强度由于新骨与材料结合的强度，通过不同的制备工艺来改变材料的孔机构、理化性能（生物吸收率、机械强度、孔隙结构等）可以满足不同的临床应用要求。但β-TCP疲劳强度低、脆性大，抗折、抗冲击性能不能满足高负荷人工骨的要求。

目前应用管饭的可降解性生物材料有聚羟基乙酸（PGA）和聚乳酸（PLA），但其由于化学结构缺乏反应性官能团，不具有亲水性等缺点，大大限制了作为骨修复材料的应用。因此，合成一种新的生物可降解材料是医学领域发展的一个主题。

通常，用到的这类骨粘合剂为单组分、业态、无溶剂类粘合剂，使用时常温下快速固化，植入体内后通过组织液和血液聚合下10秒～30秒内发生固化。固化时间不易把控。根据骨损伤情况的不同，手术过程中使用到的骨粘合剂的剂量也有所不同，而有时使用量少，就易造成余下的骨粘合剂不利于保存，甚至因得不到及时使用或保存而迅速固化，导致浪费。因此需要一种储存时性状稳定，使用时便于配用的骨粘合剂。

PLGA，即聚乳酸-羟基乙酸共聚物，由两种单体--乳酸和羟基乙酸随机聚合而成，是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、无毒、良好的成囊和成膜的性能，被广泛应用于制药、医用工程材料和现代化工业领域。在美国PLGA通过FDA认证，被正式作为药用辅料收录进美国药典。PLGA的降解产物是乳酸和羟基乙酸，同时也是人代谢途径的副产物，所当它应用在医药和生物材料中时不会有毒副作用。当然，乳糖缺陷者除外。通过调整单体比，进而改变PLGA的降解时间，这种方法已广泛应用于生物医学领域中，如:皮肤移植，伤口缝合，体内植入，微纳米粒等。

聚富马酸羟基丙酯（PPF）是一种不饱和线性聚酯，属于水降解物质，是较理想的生物降解材料，在生物体内可降解生成富马酸和丙二醇（PG）降解产物可通过正常的新陈代谢排出体外，并且对体内系统如PH值等没有影响。适当聚合度下的PPF能在体温下固化，通过控制其分子量，可得以具有良好力学性能的材料。且PPF的富马酸不饱和双键能与其他交联剂分子发生反应，生成交联网状聚合物材料，作为支架材料诱导骨骼的再生。以可降解的富马酸丙二醇酯。由于PPG可生物降解，并在体温下能任意塑型，PPF固化前具有良好的流动性，将其作为可注射式填充材料，能很好的用于不跪着骨缺损部位的修复和重建。

N-乙烯吡咯烷酮，即N-乙烯基吡咯烷酮。中文同义词:正乙基-2-呲酮；1-乙烯-2-吡咯烷酮；1-乙烯基-2-吡啶酮；1-乙烯基-2-吡咯烷酮；99%STAB.WITH0.1%SODIUMHYDROXID；Chemicalbook1-乙烯基-2-吡咯烷酮(含稳定剂N,N'-二仲丁基对苯二胺)；1-乙烯基-2-吡咯烷酮,99%STAB.WITH0.1%SODIUMHYDROXIDE；乙烯基-2-吡咯烷酮。英文名称：N-Vinyl-2-pyrrolidone。化学分子式C6H9NO，分子量111.142。密度20℃，1.030～1.060g/mL；25℃，1.04 g/mL。摩尔体积：97.1 cm³/mol。无色液体。易聚合成聚乙烯吡咯烷酮。能与水、乙醇、乙醚和其他有机溶剂混溶，易与其他乙烯化合物共聚。主要用于聚合物或共聚物，也可用于聚合物体系的反应稀释剂、墙壁、地板等装修的紫外线固化涂料。

超微粒子系指直径在1微米以下的微粒子粉体材料。一般将尺寸在0.5nm~100nm,处于原子簇和宏观物体交接区域内的粒子称为超微粒子。超微粒子材料由于具有电学、热学和光学等特性,在电子、化工、核技术权等领域具有很好的应用。

磷酸盐缓冲液（Phosphate Buffered Saline，简称PBS）的是常用的用于生物学研究中使用最为广泛的一个缓冲溶液。PBS可以为三种溶液的英文缩写，分别是磷酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲盐水及 磷酸盐缓冲钠。由于它们有二级解离，缓冲的pH值范围很广。其各浓度易配置，pH值收温度影响较小，缓冲能力强，稀释后pH值变化小。磷酸盐缓冲液在不影响化学反应的情况下调节pH值，以便让化学反应在最佳条件下进行。然而，磷酸盐缓冲液易与常见的钙离子Ca²⁺、Mg²⁺及一些重金属离子缔合形成沉淀；会抑制某些生化反应过程，如抑制某些酶的催化过程等。缓冲液有助于保持恒定的pH值，溶液的渗透压和离子浓度通常与人体pH相近（等渗）。例如，PBS是pH7.4的磷酸盐缓冲液，PH值是固定的，与人体血液等渗，所以一般用于分子克隆及细胞培养实验。而做蛋白实验用的较多的PH值是PH6.8和PH8.8。其配制方法不同，pH值不同，发挥的生物学作用亦不完全相同。如无特殊说明，生物学上常用的PBS是中性磷酸盐缓冲溶液。缓冲液有助于保持恒定的pH值。溶液的渗透压和离子浓度通常与人体pH相近（等渗）。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高粘度、良好可塑膜性，储存性状稳定、便于手术现场配制和植入的一种骨科用无创植入高黏度胶材料及其制备方法及应用。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种骨科用无创植入高黏度胶材料，其特征在于它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯丙吡咯烷酮=760mg～1520mg：240mg～480mg：20mg～40mg：8mL～12mL：100mL～200mL：19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL；

或PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液：氯化钠：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮=760mg～1520mg：240mg～480mg：30mL～50mL：10mg～20mg ： 100mL～200mL：19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL。

本发明所述的PLGA配比（摩尔比）为DL-LA/GA =75/25；所述的β-TCP为纳米级粉剂；所述的磷酸盐缓冲液的pH值为7.2。

一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，它包括以下步骤：

⑴按配比将PLGA、β-TCP、氯化钠溶于乙酸乙酯中，得到溶液A；

或 将PLGA、β-TCP溶于磷酸盐缓冲液中，得到溶液B；备用；

⑵将PLGA、β-TCP、氯化钠溶于蒸馏水中，得到溶液C；备用；

⑶在-4℃～8℃条件下，将溶液A或溶液B在转速1000转/分的搅拌下注入溶液C中，并继续在磁力条件下搅拌至PLGA、β-TCP、氯化钠成为超微粒子并固化为止；

⑷将步骤⑶所得产物以1000转/分进行离心分离，经水洗、干燥后，得到高黏度胶超微粒子粉剂，然后加入所需量的蒸馏水，分散均匀后分装，得到高黏度胶水分散粒剂；

⑸按配比将医用胶黏剂、聚富马酸羟基丙酯（PPF）、N-乙烯吡咯烷酮溶于蒸馏水中，在6℃～10℃条件下搅拌，医用胶黏剂、聚富马酸羟基丙酯（PPF）、N-乙烯吡咯烷酮 聚合，合成得到胶黏状的溶液，然后以300转/分进行离心分离得到胶黏剂溶液，备用；

⑹将依步骤⑷所得高黏度胶水分散粒剂与步骤⑸所得胶黏剂溶液经钴60照射灭菌6～7天后，按配比组合包装为所需规格储存，即得到备用组合的骨科用无创植入高黏度胶材料。

本发明步骤⑴中所述的溶液A的原料配比为 PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=380mg～760mg：120mg～240mg：10mg～20mg：8mL～12mL；

所述的溶液B的原料配比为 PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液=380mg～760mg：120mg～240mg：30mL～50mL；

所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为 PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=380mg～760mg：120mg～240mg：10mg～20mg：50mL～100mL；

所述的步骤⑶中超微粒子直径为0.1～0.2微米；

所述的步骤⑷中干燥为在60℃～120℃条件下烘干2小时～1小时或冷冻干燥；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为 医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL：50 mL～100 mL。

所述的步骤⑹中骨科用无创植入高黏度胶材料的组合包装配比为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=5～10g/瓶（西林瓶）：25～50mL/瓶。

一种骨科用无创植入高黏度胶材料在治疗骨折、骨病、骨肿瘤（微创注射植入骨折、骨病部位或手术开放骨填充中）的手术中的应用，其按比例在高黏度胶水分散粒剂中依次加入对人体无毒副作用的有机酸类溶剂、胶黏剂溶液进行溶解，聚富马酸羟基丙酯（PPF）和N-乙烯吡咯烷酮可生物降解，与医用胶黏剂交联，加入高黏度胶水分散粒剂、醋酸可复合成黏稠的悬浮液状溶液，即得到骨科用无创植入高黏度胶溶液。

本发明所述的有机酸类溶剂为醋酸。

本发明所述的溶解比例为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液：醋酸=5g ：25mL：0.5mL。

本发明所述的医用胶黏剂为市售胶黏剂，由北京康派特医疗器械有限公司生产。本品为无色透明液体，主要成份为α-氰基丙烯酸正丁酯，配有微量添加剂；按临床需要配备有吸管、喷胶瓶、转臂喷雾泵。可做手术免缝合胶水，可用于人体的止血，美容胶水以及动物实验，无毒无副作用。

本发明所述的N-乙烯吡咯烷酮由江苏南通润丰石油化工有限公司生产。

本发明所述的PLGA为深圳绿保生物科技有限公司生产，配比DL-LA/GA：75/25；

DL-LA，外消旋丙交酯木 DL-LA，即外消旋丙交酯 (3,6-二甲基-1,4-二氧杂环己烷-2,5-二酮) 英文名DL-Lactide(3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione) CAS.R.NO:95-96-5分子式C6H8O4分子量144.13熔点125-127℃、含水量≤0.4%、重金属≤5ppm、游离酸(CH3ONag/kg)≤1、灰份≤0.05%、纯度≥99.5%；

GA，即乙醇酸，别名羟基乙酸，英文名Glycolic acid，化学式C2H4O3，分子量76.05，熔点78-79℃，相对密度（水=1）：1.49，无沸点，在100℃时受热分解为甲醛、一氧化碳和水，甲醛会进一步形成多聚甲醛或者甲酸，溶于水，溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯，微溶于乙醚，不溶于烃类。

本发明所述的乙酸乙酯为购买的市售分析纯。

本发明所述的磷酸盐缓冲液为市售99.9%磷酸盐缓冲液，pH值为7.2。它是一种水基盐溶液中含有氯化钠，磷酸盐，以及（在某些配方）氯化钾和磷酸钾。氯化钠进入逐渐溶解形成孔道，促进骨折愈合。因此本发明采用特定pH值7.2的磷酸盐缓冲液，将PLGA、β-TCP溶于磷酸盐缓冲液，pH值7.2的磷酸盐缓冲液在本材料中产生很好的发泡剂，是以制成多孔性固化材料，增加产品在骨填充中的孔隙率，它能使植入的材料中有足够的孔道能使组织长入，从而促进骨愈合，进而有效缩短了愈合时间。

本发明使用时，骨科专业人员在C形臂X光机操作下，将骨折复位，经C形臂影视、X光机拍正侧位片对线对位良好；在手术台上将制备好的骨科用无创植入高黏度胶材料中的高黏度胶水分散粒剂中依次加入醋酸、胶黏剂溶液溶解后，采用微创注射的方式植入骨折和骨病部位，通过对骨折和骨病部位的黏合固定，有效地固定骨折；手术开放时对各种骨缺损可填充各种形状大小不同的骨缺损，有适当的机械性能和物理特性，以满足特殊的应用。经植入形成可塑膜型骨架式固定材料，重建骨组织。材料在体内到一定时间后可逐渐降解，最终代谢成水和二氧化碳被人体吸收后排出体外。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，其利用预制好的骨科用无创植入高黏度胶材料，采用现场混合配制，将高黏度胶水分散粒剂加入胶黏剂溶液、醋酸制成胶黏状液体高分子生物材料，即骨科用无创植入高黏度胶溶液，随配随用，且可准确把握固化时间(固化时间可控达8分钟)，保证手术植入时间5分钟内不凝固，随后在体温下迅速固化；

PLGA、β-TCP（骨粉）具有良好的生物相容性，二者可制成多孔性固化材料，利于骨组织长入，促进骨愈合，并较好的诱导和促进软骨细胞黏附时的增殖和分化，形成软骨组织，使骨组织长入促进骨愈合，无毒性；聚富马酸羟基丙酯（PPF）是生物降解材料，新骨生长后材料逐渐降解并从体内排出；聚富马酸羟基丙酯（PPF）和N-乙烯吡咯烷酮可生物降解，与医用胶黏剂交联反应时，加入高黏度胶水分散粒剂复合成黏稠的胶黏状溶液，与氯化钠一起植入体内后溶解吸收再次形成的孔道能使组织长入，加快骨愈合；

该溶液可采用微创注射的方式植入，在体温下快速固化，形成“可塑膜形”膜块状材料，通过控制其分子量，可得到具有良好力学性能的材料，在体温下能直接牢固固定骨折、骨病部位；交联网状聚合物材料增加吸附力,从而具备高粘度特征，同时可提高重建修复强度，并在受损组织表面形成多孔的网状牢固的保护膜,预防增生；其具有一定的弹性、刚度（硬度），有适当的机械和物理特性，以满足特殊的应用，并在降解过程中，保持这种机械特性，降解产物具备了良好的生物相容性，可按照初始的形状降解，并保持一个较长的时间的可塑膜型支架形态，且具有生物降解可控，无毒副作用；实现以微创注射方式进行植入，植入方式精准、便捷；植入后能促进和调节骨膜下周围细胞生长与分化，加速骨基质的形成及矿物化的生物学机制，促进骨折快速愈合；材料在体内到一定时间后可逐渐降解，最终代谢成水和二氧化碳被人体吸收后排出体外；

又可在手术开放复位后骨填充各种形状大小不同的骨缺损，固定形成所需形状，有适当的机械性能和物理特性，修复重建骨组织，以满足特殊的应用。

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：

一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯丙吡咯烷酮=760mg～1520mg：240mg～480mg：20mg～40mg：8mL～12mL：100mL～200mL：19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL；或PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液：氯化钠：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯吡咯烷酮=760mg～1520mg：240mg～480mg：30mL～50mL：10mg～20mg ：100mL～200mL：19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL（本实施例的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯丙吡咯烷酮=1520mg：480mg：40mg：12mL：200mL：38mL：6mL：6mL）。

本发明所述的PLGA配比（摩尔比）为DL-LA/GA =75/25；

所述的β-TCP为纳米级粉剂；所述的磷酸盐缓冲液的pH值为7.2。

一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，它包括以下步骤：

⑴按配比将PLGA、β-TCP、氯化钠溶于乙酸乙酯中，得到溶液A；

或 将PLGA、β-TCP溶于磷酸盐缓冲液中，得到溶液B；备用；

⑵将PLGA、β-TCP、氯化钠溶于蒸馏水中，得到溶液C；备用；

⑶在-4℃～8℃条件下，将溶液A或溶液B在转速1000转/分的搅拌下注入溶液C中，并继续在磁力条件下搅拌至PLGA、β-TCP、氯化钠成为超微粒子并固化为止；

⑷将步骤⑶所得产物以1000转/分进行离心分离，经水洗、干燥后，得到高黏度胶超微粒子粉剂，然后加入所需量的蒸馏水，分散均匀后分装，得到高黏度胶水分散粒剂；

⑸按配比将医用胶黏剂、聚富马酸羟基丙酯（PPF）、N-乙烯吡咯烷酮溶于蒸馏水中，搅拌，医用胶黏剂、聚富马酸羟基丙酯（PPF）、N-乙烯吡咯烷酮 聚合，合成得到胶黏状的溶液，然后以300转/分进行离心分离得到胶黏剂溶液，备用；

⑹将依步骤⑷所得高黏度胶水分散粒剂与步骤⑸所得胶黏剂溶液经钴60照射灭菌后，按配比组合包装为所需规格储存，即得到备用组合的骨科用无创植入高黏度胶材料。

本发明步骤⑴中所述的溶液A的原料配比为 PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=380mg～760mg：120mg～240mg：10mg～20mg：8mL～12mL（本实施例中溶液A的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=760mg：240mg：20mg：12mL）；

所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为 PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=380mg～760mg：120mg～240mg：10mg～20mg：50mL～100mL（本实施例中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=760mg：240mg：20mg：100mL）；

所述的步骤⑷中干燥为在60℃～120℃条件下烘干2小时～1小时或冷冻干燥（本实施例为120℃条件下烘干2小时）；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为 医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL：50 mL～100 mL（本实施例中胶黏剂溶液的原料配比为 医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=38mL：6mL： 6mL：100mL）。

所述的步骤⑹中骨科用无创植入高黏度胶材料的组合包装配比为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=5～10g/瓶（西林瓶）：25～50mL/瓶（本实施例为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=5g/瓶：25mL/瓶）。

一种骨科用无创植入高黏度胶材料在治疗骨折、骨病、骨肿瘤（或手术开放骨填充中）的手术中的应用，其按比例在高黏度胶水分散粒剂中依次加入对人体无毒副作用的有机酸类溶剂、胶黏剂溶液进行溶解，聚富马酸羟基丙酯（PPF）和N-乙烯吡咯烷酮可生物降解，与医用胶黏剂交联，加入高黏度胶水分散粒剂、醋酸可复合成黏稠的悬浮液状溶液，即得到骨科用无创植入高黏度胶溶液。

本发明应用中所述的有机酸类溶剂为醋酸。

本发明应用中所述的溶解比例为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液：醋酸=5g ：25mL：0.5mL。

实施例2：

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯丙吡咯烷酮=760mg：240mg：20mg：8mL：100mL：19mL：3mL：3mL。

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其步骤⑴中所述的溶液A的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=380mg：120mg：10mg：8mL；

所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=380mg：120mg：10mg：50mL；

所述的步骤⑷中干燥为在120℃条件下烘干1小时；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=19mL：3mL：3mL：50mL。

所述的步骤⑹中骨科用无创植入高黏度胶材料的组合包装配比为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=5g/瓶：25mL/瓶。

余同实施例1。

实施例3：

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯丙吡咯烷酮=1520mg：400mg：40mg：10mL：100mL：38mL：6mL：6mL。

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其步骤⑴中所述的溶液A的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=760mg：200mg：20mg：10mL；

所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=760mg：200mg：20mg：50mL；

所述的步骤⑷中干燥为在120℃条件下烘干2小时；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=38mL：6mL：6mL：50mL。

所述的步骤⑹中骨科用无创植入高黏度胶材料的组合包装配比为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=10g/瓶：50mL/瓶。

余同实施例2。

实施例4：

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液：氯化钠：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮=760mg：240mg：30mL：20mg： 200mL：19mL：3mL：3mL。

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其步骤⑴中将PLGA、β-TCP溶于磷酸盐缓冲液中，得到溶液B，备用；所述的溶液B的原料配比为PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液=380mg：120mg：30mL。

本实施例所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=380mg：120mg：20mg：100mL；

所述的步骤⑷中干燥为冷冻干燥；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=19mL： 3mL： 3mL：100mL，且在7℃条件下搅拌。

余同实施例1。

实施例5：

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯（PPF）：N-乙烯丙吡咯烷酮=1000mg：480mg：30mg：12mL：180mL：28mL：4mL：4mL。

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其步骤⑴中所述的溶液A的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=500mg：240mg：15mg：12mL；

所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=500mg：240mg：15mg：90mL；

所述的步骤⑷中干燥为在120℃条件下烘干2小时；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=28mL：4mL：4mL：90mL。

所述的步骤⑹中骨科用无创植入高黏度胶材料的组合包装配比为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=8g/瓶：45mL/瓶。

余同实施例3。

实施例6：

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液：氯化钠：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮=1520mg：480mg：50mL：15mg： 180mL：38mL：6mL：6mL。

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其步骤⑴中所述的溶液B的原料配比为PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液=760mg：240mg：50mL。

本实施例所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=760mg：240mg：15mg：90mL；

所述的步骤⑷中干燥为冷冻干燥；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为 医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=38mL：6mL：6mL：90mL。

余同实施例4。

实施例7：

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液：氯化钠：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮=1500mg：450mg：40mL：10mg： 100mL：22.8mL：4mL：4mL。

本实施例所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其步骤⑴中所述的溶液B的原料配比为PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液=750mg：225mg：40mL。

本实施例所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=750mg：225mg：10mg：50mL；

所述的步骤⑷中干燥为冷冻干燥；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为 医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=22.8mL：4mL：4mL：50mL。

余同实施例4。

试验例

试验㈠：愈合作用及特性

⒈造模及分组给药

选取家兔110只，体重1.6-2.0kg；然后随机分成5组，每组22只；

（A）为空白对照组：生理盐水10mL/kg，（B）～(E)分别为本发明实施例1至4，由高黏度胶水分散粒剂0.083g/kg、胶黏剂溶液0.417mL/kg、醋酸0.0417mL/kg溶解后的骨科用无创植入高黏度胶材料；

用钢锯行左桡骨中断横断3mm缺损手术,按剂量设计分别在骨折断端注射生理盐水或受试药物，连续3周仔细观察家兔伤口及左前肢活动情况；

⒉观察指标、方法及结果

⑴对骨痂出现的时间、数量和钙化情况的影响：5组动物在相同条件下分别手术后第一、二、三、四周拍X射线片。用“–”表示无骨痂形成，“+”表示骨折边缘趋向模糊，有少量骨痂出现，“++”表示骨折边缘明显模糊，有中等量骨痂出现，“+++”表示骨折边缘接近消失，有较多的骨痂出现，“++++”表示骨折边缘基本消失，两骨折端已完全连接，有大量密度高的骨痂，密度接近正常骨。

表Ⅰ 本发明对骨痂形成的影响

表Ⅰ显示，本发明组第二周就有较多中等量以上骨痂出现，第三周绝大多数骨折边缘消失，完全连接成正常骨的比例大，第四周绝大多数骨折线消失，骨折愈合良好，可见本发明促进骨折愈合作用明显。

⑵对生物力学的影响：分别于术后一、二、三、四周每组随机抽样6只处死，取左桡骨全干，用液压万能试验机测试桡骨干抗折强度。

表Ⅱ 本发明对骨干抗折强度的影响（单位：kg）

表Ⅱ显示，本发明组与空白组相比，能极大增加抗折强度，尤其到了骨折愈合末期强度几乎三倍于后者，骨折愈合后的刚度、硬度高。

⑶组织学观察：测定抗折强度后，取带骨痂标本，10%甲醛固定，送病理检查。

第一周本发明各组均出现了明显的纤维性骨痂，骨折断端可见新生骨小梁；

第二周“A”级未见明显骨痂连接，其它组骨痂与骨折断端连续连接，成骨细胞及软骨增生活跃；

第三周“A”组骨小梁稍有增粗变大，其它组骨小梁增粗变大；

第四周B、C、D、E组骨小梁明显增粗变大，然而，空白组成骨细胞及软骨前两周生成少，各阶段形态改变至少比本发明骨折愈合过程慢一周。

上述实验证明本发明具有缩短骨折愈合时间，增强抗折强度，能够较好地促进骨折愈合。

试验㈡：黏固固定时间及固定效果

⒈取样标本

①取羊肋骨1根，去除羊肉和骨膜，肋骨完整无缺损。

长度23cm，居中宽度2cm，厚度1.3㎝，净重26g。

用钢刀将羊肋骨切断成三段，人工造成羊肋骨横断型骨折；近端骨折处离相邻一端关节处3㎝，远端骨折处离另一端关节处5㎝（即三段断骨长度分别为：近端骨折段长3㎝、中间骨段长约15㎝、远端骨折段长5㎝）；近端骨折处宽度2.5cm，厚度1.3cm；远端骨折处宽度2cm，厚度1.2cm；

放入瓷盆中，编号为1号，备用。

②取猪肋骨2根，去除猪肉和骨膜，肋骨完整无缺损。

分别为长度29.5㎝，周围径6㎝，净重50.18 g；及长度25㎝，周围径5.6㎝，净重31.56g；

用钢锯在其中一根猪肋骨（在原猪体内时近脊椎）的关节近端10㎝处将其锯断成两段（即近端骨折段长10㎝，远端骨折段长19.5㎝），人工造成猪肋骨横断型骨折，编号为2号，备用；

用钢锯在另一根猪肋骨的关节近端12㎝处将其锯断成两段，人工造成猪肋骨粉碎型骨折，编号为3号，备用。

⒉操作方法及给药

①取高黏度胶水分散粒剂5g，倒入器皿中，加入醋酸0.5mL，用玻璃棒调匀，再加入胶黏剂溶液25mL，进一步调匀，得到骨科用无创植入高黏度胶溶液后，快速植入1号样品骨折断端骨皮质处。

1号样品的近侧（近端骨折处）断端只固定背侧，植入剂量为1.3g，腹侧不植入材料（肋骨的凸面为背侧，凹面为腹侧）；远侧（远端骨折处）断端周围全植入材料，植入剂量为2.7g，固定（二处固定）后1号样品净重31g。

②分别取高黏度胶水分散粒剂5g，倒入器皿中，加入醋酸0.5mL，用玻璃棒调匀，再加入胶黏剂溶液25mL，进一步调匀后得到骨科用无创植入高黏度胶溶液，在8分钟内，分别快速植入2号样品、3号样品骨折断端骨皮质处。

2号样品为植入骨折断端背侧及两侧（猪肋骨厚度方向的两侧面），植入剂量为2g；3号样品为植入骨折断端背侧及两侧，植入剂量为3g。

⒊结果

①一号样品在15℃室温下植入后计时,3分钟时立即放入瓷盆中，骨折中间悬空距离2.5cm，观察到：两侧骨断端无松动，骨折近端只固定背侧无松动；

盆中静置2分钟（累积植入时间5分钟）后持中间骨段悬直空中，观察到：两断端无裂缝松动；

悬空1分钟（累积植入时间6分钟）后将持中间骨段横向拿起观察到：两处骨折断端无松动；

横持2分钟（累积植入时间8分钟）后将骨折黏固结节外侧距近端骨折处近端(2㎝处)骨皮植背侧（凸面）朝上仍保持横向拿起，观察到：骨折断端无松动，距远端骨折处的远侧端(3㎝处)无松动，并已牢固固定；

2分钟（累积植入时间10分钟）后翻转样品使骨皮植背侧进朝下，持骨折近端，上下晃动数十次，观察到：骨折断端无松动，已牢固固定；

累积植入时间24小时，观察到：骨折断端未见异常松动，骨折固定牢固，近端只固定背侧处固定无松动；

从2米高空抛下，观察到：骨折断端无松动和断裂，近端只固定背侧处固定的也无松动，在骨折背侧面骨皮质固定也同样可以起到牢固固定的作用。

②二号样品、三号样品在室温20℃下植入后计时,3分钟时横向悬空拿起骨折远端，观察到：骨折无松动，并已牢固固定；

植入5分钟时，观察到：固定骨折，骨折无松动，并已牢固固定；

植入24小时后，观察到：骨折断端已牢固固定，完全固化。

结论：

1、本发明适应创伤性骨折及其他（病理性骨折、骨质疏松性骨折）骨肿瘤（良性骨肿瘤）的微创植入治疗。

2、骨折黏合部位可以在骨折的背侧和两侧同时植入材料固定的效果满意，与羊肋骨骨折处远端四周、猪肋骨横断型骨折和粉碎型骨折植入的材料的牢固固定是相等的。证明羊肋骨近侧骨折端植入材料1.2g，固定部位为骨背侧，腹侧不植入材料，而远侧端植入了2.7g材料，在检验中黏固的强度（硬度）两者相当。24小时将两处不同的部位，材料植入不同，高空2米处抛下两骨折均无松动和断裂，加上微创手术完成后还要加以对肢体的外固定，所以认为该材料已达到临床试验的要求但猪肋骨三号样品试用的材料为3g，证明粉碎型骨折应用的材料比横断型骨折应用的材料应增加33％。在24小时内检测骨折固定黏固的强度（硬度）两者相当。也可考虑在临床上为了保护骨骼的腹侧面因植入对较大血管神经的损伤，可以在骨折的背侧植入材料固定。因此证明本发明的高粘度、良好可塑膜性。

3、本发明适应于微创植入治疗各种骨折，老年人骨质疏松性骨折、创作性骨折（骨远端骨折、双踝骨折、手指骨折、足趾骨折等）。

4、该产品经材料分析研究，结合动物试验表明：材料进入体内在体温作用下可在3～5分钟内迅速凝集固定骨折稳定，10～12小时固化，24小时完全固化，能有效控制骨折移位或松动。

5、本发明储存性状稳定，羊肋骨体外黏合固定试验在室温15℃十分钟后骨折固定牢固。猪肋骨体外黏合固定试验在室温20℃以下，从配置得到骨科用无创植入高黏度胶溶液到植入体内的操作空间有8分钟的时间区间。便于手术现场配制和植入。

Claims (7)

1.一种骨科用无创植入高黏度胶材料，其特征在于它由以下配比原料制成：

PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯丙吡咯烷酮=760mg～1520mg：240mg～480mg：20mg～40mg：8mL～12mL：100mL～200mL：19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL；

或PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液：氯化钠：蒸馏水：医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮=760mg～1520mg：240mg～480mg：30mL～50mL：10mg～20mg：100mL～200mL：19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL。

2.根据权利要求1所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料，其特征在于所述的PLGA配比为DL-LA/GA =75/25；所述的磷酸盐缓冲液的pH值为7.2。

3.一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

⑴按配比将PLGA、β-TCP、氯化钠溶于乙酸乙酯中，得到溶液A；

或 将PLGA、β-TCP溶于磷酸盐缓冲液中，得到溶液B；备用；

⑵将PLGA、β-TCP、氯化钠溶于蒸馏水中，得到溶液C；备用；

⑶在-4℃～8℃条件下，将溶液A或溶液B在转速1000转/分的搅拌下注入溶液C中，并继续在磁力条件下搅拌至PLGA、β-TCP、氯化钠成为超微粒子并固化为止；

⑷将步骤⑶所得产物以1000转/分进行离心分离，经水洗、干燥后，得到高黏度胶超微粒子粉剂，然后加入所需量的蒸馏水，分散均匀后分装，得到高黏度胶水分散粒剂；

⑸按配比将医用胶黏剂、聚富马酸羟基丙酯、N-乙烯吡咯烷酮溶于蒸馏水中，搅拌得到胶黏状的溶液，然后以300转/分进行离心分离得到胶黏剂溶液，备用；

⑹将依步骤⑷所得高黏度胶水分散粒剂与步骤⑸所得胶黏剂溶液经钴60照射灭菌后，按配比组合包装为所需规格储存，即得到骨科用无创植入高黏度胶材料。

4.根据权利要求3所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料的制备方法，其特征在于：

步骤⑴中所述的溶液A的原料配比为PLGA：β-TCP：氯化钠：乙酸乙酯=380mg～760mg：120mg～240mg：10mg～20mg：8mL～12mL；

所述的溶液B的原料配比为 PLGA：β-TCP：磷酸盐缓冲液=380mg～760mg：120mg～240mg：30mL～50mL；

所述的步骤⑵中溶液C的原料配比为 PLGA：β-TCP：氯化钠：蒸馏水=380mg～760mg：120mg～240mg：10mg～20mg：50mL～100mL；

所述的步骤⑷中干燥为在60℃～120℃条件下烘干2小时～1小时或冷冻干燥；

所述的步骤⑸中胶黏剂溶液的原料配比为医用胶黏剂：聚富马酸羟基丙酯：N-乙烯吡咯烷酮：蒸馏水=19mL～38mL：3mL～6mL：3mL～6mL：50 mL～100 mL。

所述的步骤⑹中骨科用无创植入高黏度胶材料的组合包装配比为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液=5～10g/瓶：25～50mL/瓶。

5.一种如权利要求1所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料在治疗骨折、骨病、骨肿瘤的手术中的应用，其特征在于按比例在高黏度胶水分散粒剂中依次加入有机酸类溶剂、胶黏剂溶液进行溶解，得到骨科用无创植入高黏度胶溶液。

6.根据权利要求5所述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料在治疗骨折、骨病、骨肿瘤的手术中的应用，其特征在于所述的有机酸类溶剂为醋酸。

7.根据权利要求6述的一种骨科用无创植入高黏度胶材料在治疗骨折、骨病、骨肿瘤的手术中的应用，其特征在于所述的溶解比例为高黏度胶水分散粒剂：胶黏剂溶液：醋酸=5g：25mL：0.5mL。