LT6309B - Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo inžinerijai ir jo gavimo būdas - Google Patents
Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo inžinerijai ir jo gavimo būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT6309B LT6309B LT2014117A LT2014117A LT6309B LT 6309 B LT6309 B LT 6309B LT 2014117 A LT2014117 A LT 2014117A LT 2014117 A LT2014117 A LT 2014117A LT 6309 B LT6309 B LT 6309B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- bone
- cellulose
- particles
- dimensional
- gel
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 24
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N Cellulose, microcrystalline Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 claims abstract description 4
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 claims abstract description 4
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 8
- SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N [(2R,3S,4S,5R,6R)-5-acetyloxy-3,4,6-trihydroxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound CC(=O)OC[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H]([C@@H](O1)O)OC(=O)C)O)O SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N 0.000 claims description 5
- 229940081735 acetylcellulose Drugs 0.000 claims description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 241000238371 Sepiidae Species 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims 3
- 230000000278 osteoconductive effect Effects 0.000 abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 3
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 description 6
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 6
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 6
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 6
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 5
- 241000238370 Sepia Species 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 4
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 3
- OSOHBQZPFDDOMK-UHFFFAOYSA-N azane;propan-2-one Chemical compound N.CC(C)=O OSOHBQZPFDDOMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 239000012890 simulated body fluid Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 description 1
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 description 1
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 208000006670 Multiple fractures Diseases 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- ZYFVNVRFVHJEIU-UHFFFAOYSA-N PicoGreen Chemical compound CN(C)CCCN(CCCN(C)C)C1=CC(=CC2=[N+](C3=CC=CC=C3S2)C)C2=CC=CC=C2N1C1=CC=CC=C1 ZYFVNVRFVHJEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- PPWHTZKZQNXVAE-UHFFFAOYSA-N Tetracaine hydrochloride Chemical compound Cl.CCCCNC1=CC=C(C(=O)OCCN(C)C)C=C1 PPWHTZKZQNXVAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010478 bone regeneration Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000006448 coagulant property Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L disodium;(2',7'-dibromo-3',6'-dioxido-3-oxospiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-4'-yl)mercury;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(Br)=C([O-])C([Hg])=C1OC1=C2C=C(Br)C([O-])=C1 BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 231100000065 noncytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002020 noncytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920001432 poly(L-lactide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene fumarate Polymers 0.000 description 1
- 229920001299 polypropylene fumarate Polymers 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
- A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
- A61L27/3608—Bone, e.g. demineralised bone matrix [DBM], bone powder
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Botany (AREA)
- Zoology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Išradimas priskiriamas medžiagų inžinerijos sričiai ir gali būti panaudotas odontologijoje ar kitos srities chirurgijoje kaulo audinio regeneracijai defekto vietoje.Trimatis porėtas celiuliozės karkasas, pasižymintis bio suderinamumu ir osteokondukcinėmis savybėmis, gaunamas sudarant kompozitą iš gamtinio polimero celiuliozės ir biogeninių kalcio šaltinių, būtent, autogeninio (nuosavo) kaulo, alogeninio (kito tos pačios rūšies, t.y. žmogaus, kito individo) kaulo, ksenogeninio (kitos rūšies organizmo) kaulo dalelių. Šio išradimo tikslas gauti trimatį porėtą celiuliozės karkasą, kuris pasižymėtų bio suderinamumu ir geromis osteokondukcinėmis savybėmis ir struktūra, atitinkančia natūralaus kaulo morfologiją. Išradimo tikslas pasiekiamas sudarant celiuliozės kompozitą su biogeninių kaulų 0,01 - 2000 mikronų dydžio dalelėmis, esant masių santykiui 1:0,12-6,0. Atskiru atveju celiuliozės kompozitas sudaromas su sepijos kaulo, kuriame yra mineraliniai junginiai ir polisacharidas chitinas, 0,01-2000 mikronų dydžio dalelėmis. Atskiru atveju karkaso porų paviršius padengiamas kolagenu, trombocitais praturtintu fibrinu, įvairiais augimo faktoriais, terapeutiniais priedais. Trimatės porėtos struktūros, atitinkančos kaulo morfologiją, karkasas gaunamas celiuliozės gelį formuojant su įterptomis biogeninio kaulo dalelėmis, po to jį inkliuduojant 10-30%, vandeniniu alkoholio tirpalu ir liofilizuojant arba veikiant gelį superkriziniu anglies dioksidu 24-70 Mpa slegyje 35 - 80° temperatūroje. Gautas blokelio formos karkasas gali būti sumalamas iki norimo dydžio granulių ir/ar iš jų pagaminama pasta.
Description
Išradimas priklauso medžiagų inžinerijos sričiai ir gali būti panaudotas odontologijoje ar kitos srities chirurgijoje kaulo audinio regeneracijai defekto vietoje.
Trimatis porėtas celiuliozės karkasas, pasižymintis biosuderinamumu, geromis osteokondukcinėmis ir mechaninėmis savybėmis, gaunamas sudarant kompo zitą iš gamtinio polimero - celiuliozės ir biogeninių kalcio šaltinių, būtent, autogeninio (nuosavo) kaulo, alogeninio (kito tos pačios rūšies, t.y. žmogaus, kito individo) kaulo, ksenogeninio (kitos rūšies organizmo) kaulo dalelių. Kompozito struktūra, tinkama kaulo audinio regeneracijai, formuojama liofilizacijos būdu ar veikiant superkriziniu skysčiu, prieš tai inkliudavus vandeniniais alkoholio tirpalais. Gali būti blokelio ar granulių pavidalo, gali būti pagaminta pasta.
Kaulo audinio atstatymui defekto srityje odontologai naudoja kaulo pakaitalus. Tai gali būti:
- autogeniniai pakaitalai - nuosavas kaulas iš kitos to paties žmogaus vietos. Privalumai - neiššaukia imuninės sistemos atsako. Trūkumai - reikalinga papildoma chirurginė operacija kaulo išėmimui, neretai trūksta kaulo, be to sunku jam suteikti reikiamą formą;
- alogeniniai kaulo pakaitalai - kito tos pačios rūšies (t.y. žmogaus) individo kaulas. Pagal fizikines savybes tinkamas, bet galima pernešti kito žmogaus ligų užkratus;
- ksenogeniniai kaulo pakaitalai - tai gyvūno, dažniausiai jauno jautuko kaulas, kuriame išdeginti baltymai ir likusi tik mineralinė dalis. Jo morfologija ne visai atitinka žmogaus kaulo struktūrai. Jis pernelyg greitai rezorbuojasi organizme;
- sintetiniai kaulo pakaitalai. Tarpe jų, populiariausi - trikalcio fosfatas (TCP) ir hidroksiapatitas (HA).
Dauguma kaulo pakaitalų yra miltelių ar granulių (0,5-2 mm) pavidalo.
Pagrindinis jų trūkumas - jie dažnai sušoka į monolitinį gabalą, kuriame neįauga kraujagyslės. Susidaro nepakankamo stiprumo darinys, kuris trupa įsukant metalinį implantą,
Siekiant gauti porėtą trimatę struktūrą, įvairios formos kaulo pakaitalų dalelės sumaišomos ir iš jų gaminami agregatai, įvairiais būdais suklijuojant, supresuojant ar sukepant daleles. Tam naudojamos įvairios kaulinės dalelės, TCP, HA (VVinterbottom
J.M. et ai. Implant, method of making šame and ūse of the implant for the treatment of bone defects. Patent No. US 6478825 B 1, 2002-11-02) arba šios mineralinės medžiagos kartu su polimero dalelėmis (Giomo T. PLGA/HA hydroxyapatite composite bone grafts and method of making. Pub. No. US 2013/02 18291 Al, 201308-22). Trimatės struktūros kompozitai taip pat sudaromi elektrinio verpimo metodu (Mei Wei, Fei Peng, Zhi-kang Xu. Electrospun apatite/polymer nano-composite scaffolds. Patent No. US7879093 B2, 2011-02-01) arba naudojant sparčios prototipų gamybos technologijas (angį. Rapid Prototyping) (Sawkins, M.J., et ai. 3D Cell and scaffold patteming strategies in tissue engineering. Recent Patente on Biomedical Engineering, 2013, vol. 6, no. 1, p. 3-21; Teoh, S.H., et ai. Three-dimensional bioresorbable scaffolds for tissue engineering applications. Patent No. US8071007 B 1, 2011-12-06). Naudojami sintetiniai polimerai: poli( s-kaprolaktonas), poli(L-pieno rūgštis), poli(glikolio rūgštis), poli(D,L-pieno-ko-glikolio rūgštis), polifosfazenai, polipropilenfumaratas (Muhammad, I.S.; Xiaoxue, X.; Li, L. A review on biodegradable polymeric materials for bone tissue engineering applications. Journal of Materials Science, 2009, p. 5713-5724). Iš sintetinių polimerų plačiausiai naudojamas polifs-kaprolaktonas) (Dhandayuthapani, B., et ai. Polymeric scaffolds in tissue engineering application: A review. International Journal of Polymer Science, 2011,vol.2011,p.l-19).
Tačiau sintetiniai polimerai pasižymi mažesniu biosuderinamumu nei natūralūs, jie neretai sukelia audinių nekrozę, jų skilimo produktai, kaip kad glikolio rūgštis ir kiti rūgštiniai junginiai gali padidinti vietinį rūgštingumą, kas gali sukelti audinių pažeidimus. Be to, polimerams yrant organizme gali susidaryti ir toksiški metabolitai. Aprašyti gavimo būdai sudėtingi ir neužtikrina reikiamo porėtumo, nes dalelės yra sulipdomos arba sukepinamos. Be to, svarbus trūkumas yra tai, kad kalcio šaltiniais naudojami sintetinės kilmės mineraliniai junginiai - TCP ir HA.
Artimiausias prototipas yra celiuliozės pagrindu gaunamas trimatis karkasas, kurio paviršius mineralizuojamas modeliniame kūno skystyje (SBF -angį. simulated body jluid) (Petrauskaite, o. et.al. Biomimetic mineralization on a macroporous cellulose-based matrix for bone regeneration. BioMed Research International. ISSN 2314-6133. 2013, vol. 2013, p. 1-9). Šiuo atveju porėtas karkasas yra gaunamas iš regeneruotos celiuliozės gelio liofilizacijos būdu. Gaunamas tolygiai porėtas blokas, pasižymintis morfologija, atitinkančia natūralaus kaulo struktūrą.
Prie esminių metodo trūkumų galima priskirti tai, kad celiuliozė nepasižymi bioaktyvumu, nesuauga su kauliniais audiniais, pasižymi prastomis osteokondukcinėmis savybėmis. Nors šių savybių pagerinimui karkaso paviršius mineralizuojamas SBF tirpale, tačiau gaunamas padengimas sintetiniais mineralais, kurie visada pasižymi mažesniu biosuderinamumu nei natūralūs. Be to, mineralizuojant SBF-e, padengiamas tik paviršius, ir mineralų kiekis kompozituose sudaro tik iki 12 procentų nuo celiuliozės svorio, todėl tokio karkaso osteokondukcinės savybės pagerėja nežymiai. Be to, gautas karkasas pasižymi prastomis mechaninėmis savybėmis (Jungo modulis 4 MPa).
Šio išradimo tikslas - gauti trimatį porėtą celiuliozės karkasą, kuris pasi žymėtų biosuderinamumu ir geromis osteokondukcinėmis bei mechaninėmis savybėmis ir struktūra, atitinkančią natūralaus kaulo morfologiją.
Šis tikslas pasiekiamas sudarant celiuliozės kompozitą su biogeninių kaulų 0,01-2000 mikronų dydžio dalelėmis, esant masių santykiui 1: 0,12-6,0. Atskiru atveju celiuliozės kompo zitas sudaromas su sepijos kaulo, kuriame yra mineralinių junginių ir polisacharidas chitinas, 0,01-2000 mikronų dydžio dalelėmis. Atskiru atveju karkaso porų paviršius padengiamas kolagenu, trombocitais praturtintu fibrinu, įvairiais augimo faktoriais, terapeutiniais priedais, kamieninėmis ląstelėmis. Trimatės porėtos struktūros, atitinkančios kaulo morfologiją, karkasas gaunamas celiuliozės geli formuojant iš acetilceliuliozės tirpalo su įterptomis biogeninio kaulo dalelėmis masių santykiu 1: 0,12-6,0, po to jį inkliuduojant 10-30 % vandeniniu alkoholio tirpalu ir liofilizuojant arba veikiant gelį superkriziniu anglies dioksidu 24-70 MPa slėgyje 3580°C temperatūroje. Gautas blokelio formos karkasas gali būti sumalamas iki norimo dydžio granulių ir/ar iš jų pagaminama pasta.
Gaunamo karkaso privalumai - naudojami ne sintetiniai, o natūralūs komponentai: gamtinis polimeras - celiuliozė ir smulkinti biogeniniai kaulai. Celiuliozė yra necitotoksiška, pasižymi biosuderinamumu. Jos irimo produktai nėra toksiški. Biogeniniais kaulais gali būti naudojami autogeninis, alogeninis ar ksenogeninis (bet kurio gyvūno) kaulas. Atskiru atveju gali būti naudojamas smulkintas sepijos kaulas, kuriame be mineralinių junginių yra ir polisacharidas chitinas, pasižymintis priešuždegiminėmis, antimikrobinėmis ir koaguliacinėmis savybėmis, kas suteikia papildomus privalumus. Celiuliozės ir smulkintų kaulų dalelių masių santykis kompozitel: 0,12-6,0.
Išradimo rezultatus iliustruoja brėžiniai. Fig. 1 - 1-ame pavyzdyje pagaminto karkaso skerspjūvio vaizdas, gautas mikrokompiuterinės tomografijos metodu. Fig. 2 - 1-ame pavyzdyje pagaminto karkaso trimatis vaizdas, gautas mikrokompiuterinės tomografijos metodu. Fig. 3 - ll-ame pavyzdyje pagaminto karkaso skerspjūvio vaizdas, gautas mikrokompiuterinės tomografijos metodu. Fig. 4 - ll-ame pavyzdyje pagaminto karkaso trimatis vaizdas, gautas mikrokompiuterinės tomografijos metodu. Fig. 5 - ląstelių proliferacija karkasuose.
Būdo atlikimas.
Smulkinti kaulai įvedami į acetilceliuliozės tirpalą, iš kurio gaunamas regeneruotos celiuliozės gelis su įterptomis kaulų dalelėmis. Smulkintų kaulų dalelių dydis 0,01-2000 mikronų, optimalus dydis - iki 200 mikronų. Porėta struktūra, atitinkanti kaulo morfologiją, suformuojama celiuliozės gelį su įterptomis biogeninių kaulo dalelėmis liofiiizuojant arba veikiant gelį superkriziniu anglies dioksidu 24-70 MPa slėgyje 35-80 - °C temperatūroje, prieš tai jį inkliudavus 10-30 % vandeniniais alkoholio tirpalais. Galima naudoti įvairius vandenyje tirpius alkoholius, tačiau tinkamiausias yra etanolis. Kompozitas pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis Jungo modulis sudaro ne mažiau 8 MPa. Kompozito morfologija (porėta struktūra) pilnai atitinka žmogaus kaulo morfologijai (lentelė). Poros savo dydžiu tinkamos vaskuliarizacijai (kraujagyslių tinklui susidaryti) ir ląstelių proliferacijai. Bandymais su pelėmis nustatyta, kad kompozite po 2 savaičių buvo išplitęs kraujagyslių tinklas. Poros tarpusavyje susisiekiančios, todėl užtikrina maistinių medžiagų ir metabolitų transportą.
Lentelė. Pagamintų kompozitų ir natūralaus kaulo struktūriniai parametrai
| Karkasai, gauti pagal 1,2,3 pavyzdžius | Struktūriniai parametrai | ||||
| Skeleto tūrio dalis, % | Porėtumas, % | Savitasis paviršiaus plotas, mm-l | Vidutinis sijų storis, mm | Porų skersmuo, mm | |
| Nr.1 | 25 | 75 | 15 | 0,20 | 0,1-1,1 |
| Nr.2 | 27 | 73 | 14 | 0,21 | 0,1-1,1 |
| Nr.3 | 28 | 72 | 19 | 0,18 | 0,2-0,6 |
| Žandikaulio kaulas (priklauso nuo vietos) | 7-49 | 72-93 | 9-30 | 0,12-0,41 | 0,4-1,7 |
Tiriant žmogaus osteoblastų linijos ląstelių MG-63 proliferaciją, nustatyta, kad pagaminti karkasai pasižymi geresnėmis osteokondukcinėmis savybėmis nei prototipe gautas karkasas (Fig. 5).
Osteokondukcinių savybių ivertinimo metodas. Tyrimui naudojamos žmogaus osteoblastų linijos ląstelės MG-63 (ATCCVV CRL_1427™) (American Type Collection Culture, JAV). Išaugintos ląstelės sėjamos ant mėginių prieš tai juos sterilizavus UV jonizuojančia spinduliuote, švitinant 24 vai. Mėginiai, mirkomi 1 vai. mitybinėje terpėje, patalpinami j 24 duobučių plokšteles (vienas mėginys vienoje plokštelėje) ir supilstoma ant jų ląstelių suspensija. Karkasai su pasėtomis ląstelėmis laikomi termostate 37 C temperatūroje esant 5 % CO2. Tiriamos medžiagos poveikis ląstelių augimui vertinamas, nustačius DNR kiekį po 1, 3 ir 7 dienų. DNR kiekis nustatomas, naudojant fluorochromą Quant-iTP PicoGreen® (Life Technologies, JAV) pagal gamintojo nurodymus.
Karkaso porų paviršius gali būti padengtas kolagenu, trombocitais praturtintu fibrinu, įvairiais augimo faktoriais, terapeutiniais priedais, kamieninėmis ląstelėmis. Karkasas gaunamas blokelio formos, iš kurio galima lengvai išpjauti norimo pavidalo implantus, gali būti sum altas iki norimo dydžio granulių, gali būti suformuota pasta.
Pasta gaminama sumaišant sumaltą kompozitą su gliceroliu, polietilenglikoliu (molekulinė masė 400-600) ar kitu hidrogeliu.
pavyzdys g acetilceliuliozės ištirpina 261 ml acetono-amoniako tirpalo (tūrių santykis lygus 1 :0,45), prideda 15 galogeninio kaulo granulių (granulių dydis neviršija 200 mikronų), gerai išmaišo. Gautą dispersiją išpūsto į norimo tūrio ir formos indus ir išlaiko, kol susiformuoja kietas gelis. Gautą gelį kruopščiai išplauna distiliuotu vandeniu. Po to, 24 valandas palaiko 25 % etanolio tirpale ir liofilizuoja. Kompozito Jungo modulis sudaro 8 MPa. Mėginio skerspjūvio vaizdas, gautas mikrokompiuterinės tomografijos metodu, pateiktas Fig. 1, o trimatis vaizdas - Fig. 2. Ląstelių proliferacijos karkase duomenys pateikti Fig. 5.
pavyzdys g acetilceliuliozės ištirpina 267 ml acetono-amoniako tirpalo (tūrių santykis lygus 1 :0,5), prideda 12 g susmulkinto (dalelių dydis neviršija 100 mikronų) sepijos kaulo, gerai išmaišo. Gautą dispersiją išpūsto į norimo tūrio ir formos indus ir išlaiko, kol susiformuoja kietas gelis. Gautą geli kruopščiai išplauna distiliuotu vandeniu. Po to, 24 valandas palaiko 20 % etanolio tirpale ir liofilizuoja.
Iš susmulkinto sepijos kaulo, prieš jį naudojant, išplauna baltymus. Tam sepijos kaulo miltelius užpila 0,5 M natrio šarmo tirpalu ir maišo 5 vai. 80 °C temperatūroje. Po to kruopščiai išplauna distiliuotu vandeniu, išdžiovina ir persijoja.
Kompozito Jungo modulis sudaro 10 MPa. Mėginio skerspjūvio vaizdas, gautas mikrokompiuterinės tomografijos metodu, pateiktas Fig. 3, o trimatis vaizdas Fig. 4. Ląstelių proliferacijos karkase duomenys pateikti Fig. 5.
pavyzdys g acetilceliuliozės ištirpina 10 1,5 ml acetono-amoniako tirpalo (tūrių santykis lygus 1 :0,45), prideda 12 g smulkinto ksenogeninio kaulo (jautuko) granulių (granulių dydis neviršija 200 mikronų), gerai išmaišo. Gautą dispersiją išpūsto į norimo tūrio ir formos indus ir išlaiko, kol susiformuoja kietas gelis. Gautą geli kruopščiai išplauna distiliuotu vandeniu ir veikia superkriziniu anglies dioksidu esant 80 °C temperatūrai, 30 MPa slėgyje.
Kompozito Jungo modulis sudaro 20 MPa. Ląstelių proliferacijos karkase duomenys pateikti Fig. 5.
pavyzdys
Pagaminto karkaso pavirstų padengia kolageno sluoksniu. Tam įvairios kilmės (žmogaus, kiaulės, žiurkės, karvės, rekombinantinio) I tipo kolageną ištirpina 0,1 M acto rūgštyje pagal Sigma Aldrich pateikiamą metodiką, po to tirpalą praskiedžia 10 kartų fosfatiniu buferiu ir titruoja su 0,1 M natrio šarmu iki pH 7. Norimos formos karkasą patalpina į centrifūgos mėgintuvėlį, užpila kolageno tirpalu ir centrifuguoja 10 min 4000-6000 aps/min greičiu. Po to karkasą liofilizuoja.
Claims (7)
1. Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo audinio inžinerijai, pasižymintis morfologija, atitinkančia natūralaus kaulo struktūrą, besiskiriantis tuo, kad jį sudaro celiuliozės kompozitas su biogeninių kaulų 0,01-2000 mikronų dydžio dalelėmis, esant masių santykiui 1: 0,12-6,0.
2. Trimatis porėtas celiuliozės karkasas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jį sudaro celiuliozės kompozitas su sepijos kaulo, kuriame yra mineralinių junginių ir chitinas, 0,01-2000 mikronų dydžio dalelėmis.
3. Trimatis porėtas celiuliozės karkasas pagal 1 ir 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad jo paviršius padengtas kolagenu, trombocitais praturtintu fibrinu, įvairiais augimo faktoriais, terapeutiniais priedais, kamieninėmis ląstelėmis.
4. Trimačio porėto celiuliozės karkaso kaulo audinio inžinerijai gavimo būdas iš regeneruotos celiuliozės gelio, besiskiriantis tuo, kad geli formuoja iš acetilceliuliozės tirpalo su įterptomis biogeninio kaulo dalelėmis masių santykiu 1: 0,12-6,0.
5. Trimačio porėto celiuliozės karkaso kaulo audinio inžinerijai gavimo būdas liofilizuojant regeneruotos celiuliozės gelį gautą pagal 4 punktą besiskiriantis tuo, kad celiuliozės gelį su įterptomis biogeninio kaulo dalelėmis prieš liofilizaciją inkliuduoja 10-30 % vandeniniu alkoholio tirpalu.
6. Trimačio porėto celiuliozės karkaso gavimo būdas pagal 4 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad celiuliozės geli su įterptomis kaulo dalelėmis inkliuduoja 10-30 % vandeniniu alkoholio tirpalu ir veikia superkriziniu anglies dioksidu 24-70 MPa slėgyje 35-80 °C temperatūroje.
7. Trimačio porėto celiuliozės karkaso gavimo būdas pagal 4, 5 ir 6 punktą, b esiskiriantis tuo, kad blokelio formos karkasą sumala iki norimo dydžio granulių ir/ar iš jų pagamina pastą.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2014117A LT6309B (lt) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo inžinerijai ir jo gavimo būdas |
| PCT/IB2015/057597 WO2016059508A1 (en) | 2014-10-13 | 2015-10-05 | A 3d porous cellulose scaffold for bone tissue engineering and the method for its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2014117A LT6309B (lt) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo inžinerijai ir jo gavimo būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2014117A LT2014117A (lt) | 2016-05-10 |
| LT6309B true LT6309B (lt) | 2016-08-25 |
Family
ID=54345553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2014117A LT6309B (lt) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo inžinerijai ir jo gavimo būdas |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6309B (lt) |
| WO (1) | WO2016059508A1 (lt) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660588C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-07-06 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" | Способ упрочнения гидрогелей |
| CN114904052B (zh) * | 2022-05-06 | 2024-02-02 | 南京友德邦医疗科技有限公司 | 一种新型可降解镁合金血管支架及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478825B1 (en) | 2001-11-28 | 2002-11-12 | Osteotech, Inc. | Implant, method of making same and use of the implant for the treatment of bone defects |
| US7879093B2 (en) | 2007-03-26 | 2011-02-01 | University Of Connecticut | Electrospun apatite/polymer nano-composite scaffolds |
| US8071007B1 (en) | 2000-09-20 | 2011-12-06 | Osteopore International Pte. Ltd. | Three-dimensional bioresorbable scaffolds for tissue engineering applications |
| US20130218291A1 (en) | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Thierry Giorno | Plga/ha hydroxyapatite composite bone grafts and method of making |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6340477B1 (en) * | 2000-04-27 | 2002-01-22 | Lifenet | Bone matrix composition and methods for making and using same |
-
2014
- 2014-10-13 LT LT2014117A patent/LT6309B/lt not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-10-05 WO PCT/IB2015/057597 patent/WO2016059508A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8071007B1 (en) | 2000-09-20 | 2011-12-06 | Osteopore International Pte. Ltd. | Three-dimensional bioresorbable scaffolds for tissue engineering applications |
| US6478825B1 (en) | 2001-11-28 | 2002-11-12 | Osteotech, Inc. | Implant, method of making same and use of the implant for the treatment of bone defects |
| US7879093B2 (en) | 2007-03-26 | 2011-02-01 | University Of Connecticut | Electrospun apatite/polymer nano-composite scaffolds |
| US20130218291A1 (en) | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Thierry Giorno | Plga/ha hydroxyapatite composite bone grafts and method of making |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DHANDAYUTHAPANI, B., ET AL: "Polymeric scaffolds in tissue engineering application:", INTERNATIONAL JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, 2011, pages 19 |
| MUHAMMAD, I.S.; XIAOXUE, X.; LI, L.: "review on biodegradable polymeric materials for bone tissue engineering applications", JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE, 2009, pages 5713 - 5724, XP019750027, DOI: doi:10.1007/s10853-009-3770-7 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2014117A (lt) | 2016-05-10 |
| WO2016059508A1 (en) | 2016-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahlfeld et al. | Bioprinting of mineralized constructs utilizing multichannel plotting of a self-setting calcium phosphate cement and a cell-laden bioink | |
| Levengood et al. | Chitosan-based scaffolds for bone tissue engineering | |
| CA2677992C (en) | A collagen/hydroxyapatite composite scaffold, and process for the production thereof | |
| KR101027630B1 (ko) | 연골 재생용 다공성 히알루론산-콜라겐 천연 고분자 지지체의 제조방법 | |
| JP4873555B2 (ja) | アパタイト／コラーゲン複合体繊維を含む多孔体の製造方法 | |
| JP2010273847A (ja) | 高密度多孔質複合体 | |
| KR20130037324A (ko) | 조직재생용 스캐폴드 제조를 위한 3차원 프린팅 적층용 조성물과 그 제조방법 | |
| US10517993B2 (en) | Porous composite, bone regeneration material, and method for producing porous composite | |
| CN103007358B (zh) | 一种软骨组织工程纤维支架材料及其制备方法 | |
| KR101379894B1 (ko) | 형질전환 돼지 뼈를 이용한 골 이식용 세라믹 입자, 그 제조방법 및 상기 입자를 포함하는 생체의료용 세라믹재료 | |
| KR102014248B1 (ko) | 이상 인산 칼슘이 탑재된 탈세포화된 돼지 피부 유래 주입형 세포외 기질 기반 하이드로겔의 제조방법 | |
| US8465582B2 (en) | Process for producing inorganic interconnected 3D open cell bone substitutes | |
| LT6309B (lt) | Trimatis porėtas celiuliozės karkasas kaulo inžinerijai ir jo gavimo būdas | |
| JP5881206B2 (ja) | 骨再生材料 | |
| KR102494197B1 (ko) | 연골 성분 기반 바이오 잉크를 이용한 소이증 치료 목적 구조체 제작용 조성물 및 그 제조방법 | |
| RU2554804C1 (ru) | Способ получения композиционного материала на основе фосфата кальция | |
| JP6018477B2 (ja) | 人工骨−軟骨複合体及びその製造方法 | |
| KR20180045843A (ko) | 3d 프린팅 맞춤형 골지지체의 제조방법 | |
| Yu et al. | Antler collagen/chitosan scaffolds improve critical calvarial defect healing in rats | |
| JP2021115165A (ja) | 多孔質複合体 | |
| EP3697461B1 (en) | Porous material | |
| JP5589188B2 (ja) | 骨補填材、及び骨補填材の製造方法 | |
| Pan et al. | Assessment of the suitability of a new composite as a bone defect filler in a rabbit model | |
| US20250345489A1 (en) | Porous composite material, manufacturing method thereof and bone substitute material using the same | |
| bin Mohamed Amin et al. | Physical properties and biocompatibility of 3D hybrid PLGA based scaffolds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20160510 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20160825 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20171013 |