CN101342385A

CN101342385A - 异种骨内固定融合器具的制作方法

Info

Publication number: CN101342385A
Application number: CNA2007100353075A
Authority: CN
Inventors: 杨守恒
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2009-01-14

Abstract

一种异种骨内固定融合器的制作方法，以牛、马、羊、猪等动物的骨骼为原料，其制作方法按选种、宰杀、取骨、生化处理、加工成型、脱脂、增强处理、清洁、包装、冷处理、灭菌等顺序进行。按该方法制作的异种骨内固定融合器不仅具有骨传导作用还具有骨诱导作用，机械性能、化学性能、生物指标均达到国家标准要求和满足临床治疗需要，同时在制作的过程中能保证接触者的人身安全和环境卫生。

Description

异种骨内固定融合器具的制作方法

技术领域

本发明涉及骨外科用于骨连接、固定、支撑的医疗器械的制作方法，特别涉及异种骨内固定融合器具(下简称融合器具)的制作方法。

背景技术

目前国内外用于临床治疗的骨科内固定产品主要有金属材料类、高分子材料类和生物材料类等三大类，金属材料类虽有较高的力学强度和抗疲劳性能，可满足骨科手术固定的需要，但存在发生植入物蚀损、金属过敏反应及植入材料致瘤等合并症的可能，一般均需要二次手术取出；尤其在生物力学上，由于金属材料与人体骨骼的弹性模量差距太大，应力遮挡作用太强，易发生金属材料下方的骨皮质萎缩和松变，而导致再次骨折。用高分子聚合物制成的内固定物能被人体吸收，不需二次手术取出，但吸收时间较快，常有局部积液反应和引起无菌性囊肿。同种异体骨制作的内固定器生物相容性好，能被人体吸收，不需二次手术取出，但骨源困难并可能引起人类疾病传播。异种骨内固定融合器具有同种异体骨内固定器的优点，且骨形状较大、密度高比同种骨更容易加工塑形，同时骨源丰富，推广应用前景广阔。

中国专利98112370.8公开了一种“异种皮质骨内固定器制作方法及按该方法制作的椎体固定器”，该方法以牛、马、羊、猪等动物为原料，包含选种、宰杀、取骨、脱脂、加工成型、清洁、包装、灭菌等步骤，选取经检疫批准宰杀的动物作原料，将动物宰杀去皮，取其适用的骨，除去骨上的骨膜，浸泡在75％的医用乙醇溶液中，除去骨内脂肪和蛋白质等有机成份，将骨加工椎体固定器等用于固定、支撑的内固定融合器，将内固定融合器置于保养液中密封保存，以剂量为15KGy的钴60辐照灭菌。该方法存在以下缺陷：

1、在脱脂后再进行加工成型，仅能去除异种骨内固定融合器材料本身带有的脂肪，在加工过程可能附着的脂类物质未及时清除掉，致使内固定融合器脱脂不彻底，含有脂肪的器具植入人体后，脂肪成分会逸入血液中，形成脂肪栓塞，并且大块骨原材料脱脂十分困难，无法达到彻底清除。

2、未限制动物的来源，未对其进行疯牛病病原检测，如采用进口动物及进口饲料喂养的动物，可能会使受者感染疯牛病。

3、未公开脱脂方法，脱脂过程中脂肪、骨内蛋白等有机成分全部除去，仅保留了无机成分，使内固定器不具有骨诱导作用，只具有骨传导作用。同时除去了骨内胶原纤维(有机成份)，骨结构被破坏，机械强度降低。

4、先脱脂后加工成型的步骤不合理，骨脱脂后再采用机械设备加工成型，很容易在加工的过程中使骨再次沾染油脂。并且脱脂后的骨组织空隙大，在加工的过程中容易崩裂。

5、仅采用了皮质骨，大量的松质骨骨源未利用，而松质骨制成的椎体融合器更适合部份临床治疗的要求。

6、采用玻璃器皿包装，易碎，不便于运输，采用棉纸包裹可能使内固定器上附有棉纤维，纤维一旦进入人体，能栓塞毛细血管，引起局部囊肿，甚至对人体造成更大的伤害。

7、采用环氧乙烷气熏灭菌不合理，因为内固定器采用保养液贮存，保养液中的水分与环氧乙烷接触能生成有毒性的乙二醇物质，进入人体后引起不良反应；采用剂量为15KGy的钴60(γ射线)辐照灭菌不足以清除直径较大或较厚的异种骨内固定融合器所附带致病微生物，这些微生物如果不清除，进入人体后能造成继发性感染，引起局部脓肿或全身性感染，如败血症和菌血病等，给病人带来生命危害。

同样由申请人申请并已公布的中国专利200610070876.9(生物性挤压螺钉及其制作方法)针对中国专利98112370.8存在的不足做了大量的改进，该生物性挤压螺钉属于异种骨内固定融合器具的一种，其制作方法以牛、马、羊、猪等动物为原料，其加工步骤按选种、宰杀、取骨、加工成型、脱脂、清洁、包装、灭菌的顺序进行，并且公布了各步骤的详细参数和方法，但该方法也存在以下的缺陷：

1、该专利的制作方法中未采取措施对使用前的原材料(动物骨骼)进行消毒处理(生化处理)，动物骨骼上携带的***共患病毒很有可能传染给接触者，不但对接触者的生命构成危害也能对环境造成污染。

2、该专利的制作方法中未采取措施对加工成型并脱脂后的融合器具进行机械强度增强处理，难以更大程度的保证融合器具在临床上安装和使用的机械强度需要。

3、该专利的制作方法中未采取措施对融合器具在辐照灭菌的过程中其机械强度降低的事实进行控制。实验证明，任何生物材料经钴60(γ射线)辐照灭菌后材料的各项机械强度指标均会下降，辐照剂量越高材料的机械强度下降幅度越大。

综上所述，中国专利98112370.8和中国专利200610070876.9所公开的异种骨内固定融合器的制作方法有待于进一步改进。

技术方案

本发明的目的在于提供一种骨内固定融合器的制作方法，它能克服上述专利存在的缺陷，使异种骨内固定融合器不仅具有骨传导作用还具有骨诱导作用；机械特性、化学性能、生物指标能满足临床治疗需要；能在制造的过程中能保证接触者的人身安全和环境卫生。

本发明的技术方案为：一种异种骨内固定融合器的制作方法，以牛、马、羊、猪等动物的骨骼为原料，其制作方法按选种、宰杀、取骨、生化处理、加工成型、脱脂、增强处理、清洁、包装、冷处理、灭菌等顺序进行。所述的选种、宰杀、取骨、脱脂、清洁、包装、灭菌的方法按已公布专利200610070876.9(生物性挤压螺钉及其制作方法)中提到的相同步骤的要求进行。

作为对本发明的进一步改进，在取骨步骤后增加了生化处理步骤。生化处理方法是将动物骨浸泡在化学消毒剂中，浸泡20～120min后将浸泡液从容器中倒出，用水冲洗或水浸泡稀释的方法去除换残留在动物骨中的过氧乙酸残留物，清洗液或浸泡液的PH值呈中性(6～8)为止。

作为对本发明的进一步改进，在脱脂步骤后增加了增强处理步骤。增强处理的方法是指将内固定融合器具浸泡在一种无毒、无害并能被人体所吸收的生物剂中，浸泡时间24～48小时。

作为对本发明的进一步改进，在包装步骤后增加了冷处理步骤。冷处理是指将已包装的内固定融合器具冷藏在容器中，冷处理时冷藏温度为2～10℃。

本发明所述的加工成型是指将已生化处理后的动物骨加工成如螺钉状、板状、棒状、椎体、颗粒状等内固定融合器具的形状，以满足不同的临床治疗需要。

本发明的有益效果在于：

1、由于本发明在取骨步骤后增加了生化处理步骤，对动物骨中的病毒进行了灭杀，有效的防止了接触人员感染病毒，也保证了环境不受污染。

2、由于本发明在脱脂步骤后增加了增强处理步骤，有效的增强了内固定融合器具的机械强度，能更大程度的满足临床治疗时的机械强度的需要，有效的减少了手术过程和骨愈合过程中内固定融合器具断裂的可能。材料力学实验证明：增强处理后的骨材料的各项机械性能比没进行增强处理的平均要高约21.3％，数据如下表所示：

3、由于本发明在包装步骤后增加了冷处理步骤，能在灭菌的过程中有效的减少内固定融合器具的机械强度的降低。材料力学实验证明：冷处理后再经钴60辐照(剂量25KGy)后的骨材料的各项机械强度降低平均为5.8％，没进行冷处理再经钴60辐照(剂量25KGy)后的骨材料的各项机械强度降低平均为24.3％，数据如下表所示：

4、本发明所述的加工成型是指将已生化处理后的动物骨加工成如螺钉状、板状、棒状、椎体、颗粒状等内固定融合器具的形状，以满足不同的临床治疗需要。不限于中国专利98112370.8制作的椎体固定器和中国专利200610070876.9制作的生物性挤压螺钉。

具体实施方式

实施例1

申请人分别用牛、马、羊、猪等动物骨骼为原料，按选种、宰杀、取骨、生化处理、加工成型、脱脂、增强、清洁、包装、冷处理、灭菌等顺序进行加工制作异种骨全螺纹螺钉、半螺纹螺钉、挤压螺钉、髓内螺钉、空心螺钉、骨板、圆钉、圆柱螺纹形椎体融合器、圆柱形椎体融合器、弹头形椎体融合器、垫片形椎体融合器、儿童臼盖等异种骨内固定融合器，制作步骤中的选种、宰杀、取骨、脱脂、清洁、包装、灭菌的方法按已公布专利200610070876.9(生物性挤压螺钉及其制作方法)中提到的相同步骤的要求进行；制作步骤中的生化处理、加工成型、增强处理、冷处理分别按如下方法进行：

1、生化处理：将取好的动物骨骼浸泡在0.3％的过氧乙酸溶液中，浸泡30min后将浸泡液从容器中倒出，用水冲动物骨骼以去除换残留在动物骨中的过氧乙酸残留物，清洗液的PH值呈中性(6～8)为止。

2、加工成型：采用机械设备将已生化处理后的动物骨骼加工成如螺钉状、板状、棒状、椎体、颗粒状等内固定融合器具的形状。

3、增强处理：将已加工成型并脱脂的融合器具浸泡在医用生物胶中，浸泡48小时后取出。

4、冷处理：将45个已单包装的融合器具整齐的放置在1个聚苯乙烯盒中，并在融合器具的周围塞满冰块，封闭聚苯乙烯盒，1小时内实施钴60辐照(剂量25KGy)灭菌。

以本发明所述的方法制得异种骨全螺纹螺钉、半螺纹螺钉、挤压螺钉、髓内螺钉、空心螺钉、骨板、圆钉、圆柱螺纹形椎体融合器、圆柱形椎体融合器、弹头形椎体融合器、垫片形椎体融合器、儿童臼盖等异种骨内固定融合器，经随机抽取样品检测：

其机械特性能满足临床力学需要，抗压强度为231.3MPa，抗拉强度为202.2MPa，抗弯强度为253.1MPa，抗扭强度为132.9Mpa。

其化学性能：还原物质：异种骨内固定融合器检验液和空白液消耗的高锰酸钾溶液[C(KMnO₄)＝0.002mol/L]体积之差为0.5；金属离子：异种骨内固定融合器检验液中重金属总含量＜5μg/ml；酸碱度：异种骨内固定融合器检验液的PH值与同批空白对照液对照，PH值之差为1.3；紫外吸光度：异种骨内固定融合器检验液在250nm～320nm波长范围内的吸光度应＜0.1，均达到国家、行业标准要求。

其生物性能：异种骨内固定融合器无菌，无热原，溶血率为0.0％，无急性全身毒性反应，细胞毒性(0～5分级)为1级，致敏率为0％，无皮内刺激反应，Ames试验呈阴性，骨内植入毒性比率为0级，免疫原性在可接受范围。

本发明包含但不限于上述实施方式，只要采用了选种、宰杀、取骨、生化处理、加工成型、脱脂、增强、清洁、包装、冷处理、灭菌等顺序进行异种骨内固定融合器的制作方法，即属于本发明的保护范围。

Claims

1、一种异种骨内固定融合器的制作方法，以牛、马、羊、猪等动物的骨骼为原料，其制作方法按选种、宰杀、取骨、生化处理、加工成型、脱脂、增强处理、清洁、包装、冷处理、灭菌等顺序进行。所述的选种、宰杀、取骨、脱脂、清洁、包装、灭菌的方法按已公布专利200610070876.9(生物性挤压螺钉及其制作方法)中提到的相同步骤的要求进行；所述的生化处理是指采用化学处理方法对所取的动物骨中的病毒进行灭杀，以防止接触人员感染病毒和防止环境的污染；所述的加工成型是指将动物骨加工成各种形状的内固定融合器具的外形，以满足不同的临床治疗需要；所述的增强处理是指在内固定融合器具中加入一种无毒生物增强剂，以便增强内固定融合器具的机械强度；所述的冷处理是指将已包装的内固定融合器具冷藏在容器中，以便在灭菌的过程中减少内固定融合器具的机械强度的丢失。

2、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的生化处理是将动物骨浸泡在化学消毒剂中，浸泡20～120min后将浸泡液从容器中倒出，用水冲洗或水浸泡稀释的方法去除换残留在动物骨中的过氧乙酸残留物，清洗液或浸泡液的PH值呈中性(6～8)为止。

3、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的加工成型是指将已生化处理后的动物骨加工成如螺钉状、板状、棒状、椎体、颗粒状等内固定融合器具的形状。

4、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的增强处理是将内固定融合器具浸泡在一种无毒、无害并能被人体所吸收的生物剂中，浸泡时间24～48小时。

5、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的冷处理是指在灭菌前将内固定融合器具冷藏在专用的容器，冷藏温度2～10℃。