一种血浆基质骨块及其制备方法

技术领域

本发明属于医疗材料技术领域，具体涉及一种血浆基质骨块及其制备方法。

背景技术

牙齿缺失后，牙槽骨会发生不可避免的骨吸收。随着社会经济的发展，越来越多的缺牙患者倾向于使用种植牙进行缺牙的修复。然而，种植体的植入需要局部位点良好的骨质条件。对于牙槽骨吸收的患者而言，种植前的骨增量必不可少。

目前市面已有大量可选择的商用骨替代材料，然而这些材料在加工过程中，其内部细胞和生物活性成分缺失，仅保留了其骨引导性能。此外，颗粒状的植入材料为临床操作带来不便，同时植入后无法发挥稳定局部空间的作用。因此，对颗粒状骨替代材料进行临床改性成为目前的主流思维。

血浆基质作为一种患者自身的血液提取物，具有良好的生物安全性。同时，其内部富含大量生长因子和免疫细胞，对于局部的免疫调节、血管再生、骨再生等具有重要作用。通过联合血浆基质和骨替代材料，能够改善颗粒状骨粉的性能，制备具有一定弹性、可塑性、机械强度的血浆基质骨块。为改善临床操作以及术后效果带来极大的增益。但目前的骨替代材料存在机械强度不足、降解速度快的缺点，有待进一步改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种血浆基质骨块及其制备方法。与传统骨块相比，本发明提供的血浆基质骨块具有更加致密、强度更高、降解更慢、促进细胞成骨向分化效果更好的优点，其可以以植入物的形式用于骨组织再生。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种血浆基质骨块，所述血浆基质骨块包括至少2张固态血浆基质膜和至少1个初级血浆基质骨块；

所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块交替层叠，且所述血浆基质骨块的最外两端为所述固态血浆基质膜；

所述初级血浆基质骨块为包含固态血浆基质颗粒、骨替代材料粉末和液态血浆基质的混合物的凝固产物。

本发明提供的血浆基质骨块为“三明治”结构，该血浆基质骨块通过将固态血浆基质膜和初级血浆基质骨块用液态血浆基质交联在一起，能够赋予其更多纤维成分，使纤维蛋白网络更为致密，增加血浆基质骨块机械强度，延长降解时间；且血浆基质骨块内部生物活性物质含量显著增加，对成骨细胞的增殖和矿化有显著促进作用。该血浆基质骨块具有良好的机械支撑效果，可以以植入物的形式用于骨组织再生。

在本发明一些实施方式中，所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块通过液态血浆基质粘结在一起。

在本发明一些实施方式中，所述固态血浆基质膜的厚度为1-2mm；例如可以是1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm等。

在本发明一些实施方式中，所述初级血浆基质骨块的厚度为3-5mm；例如可以是3mm、3.2mm、3.3mm、3.5mm、3.6mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.3mm、4.5mm、4.6mm、4.8mm或5mm等。

在本发明一些实施方式中，所述固态血浆基质颗粒的粒径为1-2mm；例如可以是1mm、1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm或2mm等。

本发明中，所述骨替代材料可以为医用的常规骨替代材料，包括但不限于牛骨、羟基磷灰石。

在本发明一些实施方式中，所述固态血浆基质颗粒、骨替代材料粉末和液态血浆基质的比例为(0.1-5g):(0.25-1g):(1mL以上)，优选为(0.1-5g):(0.25-1g):(1-20mL)。其中，所述固态血浆基质颗粒的相对质量可以是0.1g、0.2g、0.3g、0.5g、0.6g、0.8g、1g、1.2g、1.5g、1.8g、2g、2.2g、2.5g、2.8g、3g、3.2g、3.5g、3.8g、4g、4.2g、4.5g、4.8g或5g等；所述骨替代材料粉末的相对质量可以是0.25g、0.3g、0.4g、0.5g、0.6g、0.7g、0.8g、0.9g或1g等；所述液态血浆基质的相对体积可以是1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、8mL、10mL、12mL、13mL、15mL、16mL、18mL、20mL、22mL或25mL等。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的血浆基质骨块的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)分别使用固态血浆基质采血管和液态血浆基质采血管离心处理血液样品，收集上层固态血浆基质和液态血浆基质；

(2)将所述固态血浆基质压制成膜，其中一部分膜破碎成颗粒，得到固态血浆基质膜和固态血浆基质颗粒；

(3)将所述固态血浆基质颗粒、骨替代材料粉末和所述液态血浆基质混合，凝固后得到初级血浆基质骨块；

(4)将所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块用所述液态血浆基质按顺序粘结在一起，得到所述血浆基质骨块。

本发明提供的血浆基质骨块在粘结成型后，还可以再进行压缩以塑形。

在本发明一些实施方式中，步骤(1)中所述离心处理的离心加速度为50-1000g，例如可以是50g、60g、80g、100g、150g、200g、250g、300g、400g、500g、600g、700g、800g、900g或1000g等；离心时间为2-10分钟，例如可以是2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟等。其中，“g”为重力加速度。

在本发明一些实施方式中，步骤(2)中所述压制的压力为5-20N，例如可以是5N、6N、8N、10N、12N、13N、15N、16N、18N或20N等；压制时间为30秒-5分钟，例如可以是30秒、40秒、50秒、1分钟、1.5分钟、2分钟、2.5分钟、3分钟、3.5分钟、4分钟、4.5分钟或5分钟等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的血浆基质骨块为“三明治”结构，该血浆基质骨块通过将固态血浆基质膜和初级血浆基质骨块用液态血浆基质交联在一起，能够赋予其更多纤维成分，使纤维蛋白网络更为致密，增加血浆基质骨块机械强度，延长降解时间；且血浆基质骨块内部生物活性物质含量显著增加，对成骨细胞的增殖和矿化有显著促进作用。该血浆基质骨块具有良好的机械支撑效果，可以以植入物的形式用于骨组织再生。

附图说明

图1为实施例1和对比例1提供的骨块的断裂强度数据图；

图2为实施例1和对比例1提供的骨块的断裂长度数据图；

图3为实施例1和对比例1提供的骨块的降解时间数据图；

图4为实施例1和对比例1提供的骨块促细胞成骨向分化的效果图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种血浆基质骨块，包括依次层叠的固态血浆基质膜、初级血浆基质骨块和固态血浆基质膜；

所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块之间通过液态血浆基质粘结在一起。

本实施例中的血浆基质骨块的制备方法如下：

(1)使用4支玻璃采血管，2支塑料采血管采集60mL人血液，每支采血管10mL，迅速放入水平离心机中以700g的条件离心8分钟，收集玻璃采血管上层的固态血浆基质和塑料采血管上层的液态血浆基质；

(2)使用固态血浆基质膜压制器械盒对所述固态血浆基质进行压制，得到4张厚度为2mm的固态血浆基质膜(每张质量约为1.2g)；

取2张固态血浆基质膜剪碎成粒径为1-2mm的固态血浆基质颗粒；

(3)将所述固态血浆基质颗粒和0.5g小牛骨粉混合，注入5mL液态血浆基质，待其凝固后，得到初级血浆基质骨块，厚度为5mm；

(4)将所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块按顺序叠放，二者之间涂布液态血浆基质进行粘结，得到所述血浆基质骨块。

实施例2

本实施例提供一种血浆基质骨块，包括依次层叠的固态血浆基质膜、初级血浆基质骨块、固态血浆基质膜、初级血浆基质骨块和固态血浆基质膜；

所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块之间通过液态血浆基质粘结在一起。

本实施例中的血浆基质骨块的制备方法如下：

(1)使用7支玻璃采血管，3支塑料采血管采集80mL人血液，每支采血管8mL，迅速放入水平离心机中以1000g的条件离心6分钟，收集玻璃采血管上层的固态血浆基质和塑料采血管上层的液态血浆基质；

(2)使用固态血浆基质膜压制器械盒对所述固态血浆基质进行压制，得到7张厚度为1mm的固态血浆基质膜(每张质量约为0.9g)；

取4张固态血浆基质膜剪碎成粒径为1-2mm的固态血浆基质颗粒；

(3)将所述固态血浆基质颗粒和1g小牛骨粉混合，注入10mL液态血浆基质，待其凝固后，分割得到两个初级血浆基质骨块，每个厚度为3mm；

(4)将所述固态血浆基质膜和所述初级血浆基质骨块按顺序叠放，二者之间涂布液态血浆基质进行粘结，得到所述血浆基质骨块。

对比例1

本对比例提供一种传统骨块，即实施例1中制备的初级血浆基质骨块。

性能测试

对上述实施例1和对比例1提供的骨块的力学性能和生物学性能进行测试，测试方法如下：

断裂强度和断裂长度：在万能拉伸测试机上进行测试，固定上下夹具之间的距离为3mm。将实施例1提供的血浆基质骨块和对比例1提供的传统骨块分别裁剪成相同的宽度，其上下端分别固定在上下夹具中，以1mm/s的速度进行拉伸。记录骨块断裂时的拉伸强度以及拉伸长度，作为其断裂强度和断裂长度。

降解时间：将实施例1提供的血浆基质骨块和对比例1提供的传统骨块加入DMEM细胞培养基中，置于37℃温箱内，每日观察骨块的完整性，以出现崩解为降解完成。

细胞成骨向分化效果：使用transwell小室进行培养，将成骨细胞(hFOB)铺在下室，上室放置骨块，加入成骨诱导培养基(为含10wt％FBS(胎牛血清)、0.1μmol/L地塞米松、0.2mmol/L维生素C和10mmol/Lβ-甘油磷酸盐的DMEM细胞培养基)，进行矿化诱导，每3天换液1次，37℃培养14天后，使用碧云天碱性磷酸酶检测试剂盒测试碱性磷酸酶活性，使用分光光度计检测405nm处的吸光度。吸光度越高，表示细胞成骨向分化程度越高。

其中，每种骨块取4个平行试样，测试结果取平均值。断裂强度的测试结果如图1所示，断裂长度的测试结果如图2所示，降解时间的测试结果如图3所示，细胞成骨向分化效果的测试结果如图4所示。

从图1～图4可以看出，三明治骨块组(实施例1提供的血浆基质骨块)的断裂强度、断裂长度、降解时间和碱性磷酸酶活性均显著高于传统骨块组(对比例1提供的传统骨块)。表明本发明提供的血浆基质骨块具有更高的机械强度，更低的降解速率，更好的促进细胞成骨向分化的效果。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。