本發(fā)明涉及醫(yī)用材料開發(fā)，尤其涉及一種人工關(guān)節(jié)假體材料及其構(gòu)建方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚醚醚酮(peek)以其良好的生物相容性、良好的可加工性和耐輻射性等優(yōu)點(diǎn)，成為骨科領(lǐng)域最有前途的聚合物植入材料之一。然而，peek植入材料的長期體內(nèi)應(yīng)用受到骨整合能力差、抗感染能力弱等材料表面生物惰性方面的限制。

2、中國專利cn1593670a公開了一種聚醚醚酮全髖股骨頭假體材料及其制備方法，是用碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料形成的。當(dāng)碳纖維采用短切碳纖維時(shí)，首先按照重量百分比稱取短切碳纖維與聚醚醚酮樹脂，在高速混合機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，然后用雙螺桿擠出機(jī)高溫混煉、擠出、造粒、模壓成型；當(dāng)碳纖維采用連續(xù)碳纖維，首先稱取正交增強(qiáng)的碳纖維平紋布和聚醚醚酮樹脂，進(jìn)行疊層，纖維增強(qiáng)方向在0－90°范圍內(nèi)變化，然后放入平行板的模具中，模壓成型。該材料具有高耐磨損性、與骨組織有較好的力學(xué)相容性，解決了由假體材料引起的關(guān)節(jié)假體松動(dòng)以及骨吸收、骨萎縮等一系列并發(fā)癥。

3、但是現(xiàn)有技術(shù)中的假體材料性能有待進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種人工關(guān)節(jié)假體材料及其構(gòu)建方法和應(yīng)用，具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，可作為一種材料用于預(yù)防假體感染、降低假體松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、提升人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)成功率，并促進(jìn)骨組織的修復(fù)和再生。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，包括以下步驟：將磺化聚醚醚酮、多巴胺和脂蛋白78混合，反應(yīng)得到所述人工假體材料。

4、優(yōu)選的，所述磺化聚醚醚酮與多巴胺的重量比為1～5g:1～25mg。

5、優(yōu)選的，所述多巴胺和脂蛋白78的重量比為1～25:1～25。

6、優(yōu)選的，所述反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3～8rpm。

7、優(yōu)選的，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5～1.5h。

8、優(yōu)選的，所述多巴胺以多巴胺溶液的形式參與反應(yīng)，所述多巴胺溶液的濃度為1～25mg/ml；

9、所述脂蛋白78以脂蛋白78水溶液的形式參與反應(yīng)，所述脂蛋白78水溶液的濃度為1～25mg/ml。

10、優(yōu)選的，所述反應(yīng)在生物緩沖液中進(jìn)行。

11、優(yōu)選的，所述磺化聚醚醚酮由包含以下步驟的制備方法得到：

12、將聚醚醚酮與異丙醇混合，進(jìn)行磺化處理；

13、所述磺化處理的時(shí)間為5～10min。

14、本發(fā)明還提供了通過上述制備方法得到的lp78-ps人工假體材料。

15、本發(fā)明還提供了上述lp78-ps人工假體材料在為改善全關(guān)節(jié)置換手術(shù)成功率、降低假體細(xì)菌感染、松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)或促進(jìn)骨組織修復(fù)和再生中的應(yīng)用。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、本發(fā)明成功將人體表皮葡萄球菌分泌的脂蛋白78(lp78)負(fù)載到具有高粘附性的聚多巴胺(pda)上，并將其固定在多孔表面的磺化聚醚醚酮(speek)上，制備得到了lp78-ps的創(chuàng)新人工關(guān)節(jié)假體材料，能夠解決傳統(tǒng)人工關(guān)節(jié)假體材料引發(fā)骨髓炎和骨生成不足等問題。

18、本發(fā)明采用掃描電子顯微鏡(sem)、液體接觸角測(cè)量儀和釋放曲線等方法對(duì)材料進(jìn)行了詳細(xì)的表征，對(duì)lp78-ps的生物相容性進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示，lp78-ps具有優(yōu)異的材料性能，對(duì)人體骨髓干細(xì)胞(rbmscs)和小鼠體內(nèi)顯示出良好的生物相容性。

19、本發(fā)明通過建立大鼠股骨內(nèi)植物相關(guān)骨髓炎模型，并采用masson染色、giemsa染色、rt-pcr和涂板稀釋法等方法評(píng)估lp78-ps治療細(xì)菌性骨髓炎的效果。此外，通過rt-pcr、alp和ars染色等方法在體外和體內(nèi)評(píng)估了lp78-ps對(duì)rbmscs的促進(jìn)作用，并進(jìn)一步研究了其成骨分化機(jī)制。實(shí)驗(yàn)證明，lp78-ps能夠通過激活rbmscs的wnt/β-catenin信號(hào)通路來促進(jìn)其在體外的成骨分化，并能在體內(nèi)生成新的骨組織。

20、總而言之，本發(fā)明提供的lp78-ps具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，可作為一種材料用于預(yù)防假體感染、降低假體松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、提升人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)成功率，并促進(jìn)骨組織的修復(fù)和再生。

技術(shù)特征：

1.一種人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：將磺化聚醚醚酮、多巴胺和脂蛋白78混合，反應(yīng)得到所述人工假體材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磺化聚醚醚酮與多巴胺的重量比為1～5g:1～25mg。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，所述多巴胺和脂蛋白78的重量比為1～25:1～25。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，所述反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3～8rpm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5～1.5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，所述多巴胺以多巴胺溶液的形式參與反應(yīng)，所述多巴胺溶液的濃度為1～25mg/ml；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，所述反應(yīng)在生物緩沖液中進(jìn)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法，其特征在于，所述磺化聚醚醚酮由包含以下步驟的制備方法得到：

9.通過權(quán)利要求1～8所述的人工關(guān)節(jié)假體材料的構(gòu)建方法得到的lp78-ps人工假體材料。

10.權(quán)利要求9所述的lp78-ps人工假體材料在為改善全關(guān)節(jié)置換手術(shù)成功率、降低假體細(xì)菌感染、松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)或促進(jìn)骨組織修復(fù)和再生中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種人工關(guān)節(jié)假體材料及其構(gòu)建方法和應(yīng)用，屬于醫(yī)用材料開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明成功將人體表皮葡萄球菌分泌的脂蛋白78(LP78)負(fù)載到具有高粘附性的聚多巴胺(PDA)上，并將其固定在多孔表面的磺化聚醚醚酮(SPEEK)上，制備得到了LP78?PS的創(chuàng)新人工關(guān)節(jié)假體材料，能夠解決傳統(tǒng)人工關(guān)節(jié)假體材料引發(fā)骨髓炎和骨生成不足等問題。本發(fā)明提供的LP78?PS具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，可作為一種材料用于預(yù)防假體感染、降低假體松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、提升人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)成功率，并促進(jìn)骨組織的修復(fù)和再生。

技術(shù)研發(fā)人員：王麗萍,王圣杰,董江輝,劉偉,李清華,楊超,張震,王龍,王麗華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桂林醫(yī)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21