CN103800099B - 多孔性骨填补材 - Google Patents

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Abstract

一种多孔性骨填补材，包含一可被吸收代谢的多孔性硬质壳体，界定出一内部空间；及一设置于该内部空间中的纤维状填充物。该多孔性骨填补材具有较佳机械强度，可支撑骨缺损部位所承受的压力，避免二次伤害。且该多孔性骨填补材具有多孔性，可提供一合适于骨骼细胞贴附并生长的环境，继而提升骨骼细胞生长量。再者，该多孔性骨填补材中的多孔性硬质壳体具有保护该纤维状填充物的功能，可避免该纤维状填充物被生物体的体液冲刷，继而使得该纤维状填充物变得松散、位移或流失，导致失去做为骨骼细胞贴附并生长的模板效果。

Description

多孔性骨填补材
技术领域
本发明涉及一种骨填补材，特别是涉及一种包含多孔性硬质壳体及纤维状填充物的多孔性骨填补材。
背景技术
骨骼为生物体的一部份，其成分主要是由矿物质及蛋白质所组成，且其功能是用来支撑生物体并保护生物体内部器官。当骨骼因受外力造成伤害或因病变切除，骨骼缺损部位可使用骨填补材做为骨骼再生的模板(template)，进而引导骨骼细胞的分化(differentiation)与增生(proliferation)，以恢复生物体基本的生理功能。一般骨填补材需要具有支撑骨骼缺损部位的作用，以避免造成骨骼缺损部位二次伤害，或其它部位的伤害。且也需提供骨骼细胞贴附并生长的环境，始能达到完整修复(healing)的效果。
US7547449揭示一种包含矿物质及胶原蛋白纤维的骨填补材，其中，该矿物质是形成在胶原蛋白纤维的表面上，且该矿物质是择自于磷酸钙(calciumphosphate)、碳酸钙(calciumcarbonate)、氢氧基磷灰石(hydroxyapatite)、碳酸锶(strontiumcarbonate)、硫酸钙(calciumsulfate)、草酸钙(calciumoxalate)、氧化钙(calciumoxide)、含镁碳酸钙(magnesium-bearingcalciumcarbonate)、含镁磷酸钙(magnesium-bearingcalciumphosphate)、含镁硫酸钙(magnesium-bearingcalciumsulfate)或含镁草酸钙(magnesium-bearingcalciumoxalate)等。然而，该骨填补材仅适用在不用承受过度压力的骨骼缺损部位，如手腕或头颅等，因此，若使用在脚或脊髓等骨骼缺损部位，该骨填补材的支撑效果不佳，容易造成所述骨骼缺损部位二次伤害。再者，该骨填补材容易经生物体的体液冲刷后，导致松散、位移或流失，继而失去做为骨骼细胞贴附并生长的模板效果。
经上述说明可知，改良骨填补材以为骨骼缺损部位提供一适当的支撑效果，以及做为骨骼细胞贴附并生长的模板，从而避免骨骼缺损部位二次伤害，并提升骨骼细胞生长量，是此技术领域相关技术人员可再突破的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较佳机械强度，可做为骨骼细胞贴附并生长的模板，且不易被生物体的体液冲刷而导致松散、位移或流失的多孔性骨填补材。
本发明多孔性骨填补材，包含：
一可被吸收代谢的多孔性硬质壳体，界定出一内部空间；及
一设置于该内部空间中的纤维状填充物。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol%计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol%至小于50vol%。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该多孔性硬质壳体的孔隙的平均口径范围为150μm至小于500μm。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该多孔性硬质壳体具有一横截面，且该多孔性硬质壳体的厚度为该横截面的等效直径的11.5%至17.5%。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该多孔性硬质壳体是由一包括硫酸钙的混合物所形成。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该混合物还包括水。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，以该混合物的总量为100wt%计，该水的使用量范围为18wt%至23.1wt%。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该纤维状填充物包括至少一种由下列群组所组成的聚合物：聚糖类、聚糖类衍生物、聚胜肽类、聚胜肽类衍生物、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚己内酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甘醇酸，或上述的聚合物的共聚物。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该聚糖类是择自于几丁聚糖、纤维素、海藻酸及它们的组合。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该聚胜肽类衍生物是择自于明胶、胶原蛋白、胶原蛋白衍生物及它们的组合。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该多孔性骨填补材还包含一设置于该内部空间的陶瓷材料。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该陶瓷材料是形成在该纤维状填充物的表面。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该纤维状填充物包括多条纤维，且所述纤维彼此纠结，形成多孔结构。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该纤维状填充物的平均长度范围为3.5mm至7mm。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该陶瓷材料包括至少一种由下列群组所组成的陶瓷材料：磷酸钙盐类及生物玻璃。
较佳地，所述多孔性骨填补材，其中，该磷酸钙盐类包括至少一种由下列群组所组成的磷酸钙盐：CaHPO4·2H2O、CaHPO4、Ca(H2PO4)2·H2O、Ca(H2PO4)2、分子式为Ca10(PO4)6(OH)2的磷酸钙盐、分子式为Ca10(PO4)6(F)2的磷酸钙盐、分子式为Ca8(HPO4)2(PO4)4·5H2O的磷酸钙盐、分子式为Ca4(PO4)2O的磷酸钙盐，及分子式为Ca3(PO4)2的磷酸钙盐。
本发明的有益效果在于：通过多孔性硬质壳体的结构设计，使得该多孔性骨填补材具有较佳机械强度，可支撑骨缺损部位所承受的压力，避免二次伤害。且该多孔性骨填补材具有多孔性，可提供一合适于骨骼细胞贴附并生长的环境，继而提升骨骼细胞生长量。再者，该多孔性骨填补材中的多孔性硬质壳体具有保护该纤维状填充物的功能，可避免该纤维状填充物被生物体的体液冲刷，继而使得该纤维状填充物变得松散、位移或流失，导致失去做为骨骼细胞贴附并生长的模板效果。
具体实施方式
本发明多孔性骨填补材包含一可被吸收代谢的多孔性硬质壳体，界定出一内部空间；及一设置于该内部空间中的纤维状填充物。该多孔性骨填补材还包含一设置于该内部空间的陶瓷材料。
较佳地，该多孔性硬质壳体与该纤维状填充物皆具有生物相容性。
以下将逐一对该多孔性硬质壳体、该纤维状填充物及该陶瓷材料进行详细说明：
<多孔性硬质壳体>
该多孔性硬质壳体具有生物相容性，且可被生物体吸收代谢，以及赋予该多孔性骨填补材具有较佳机械强度。该多孔性硬质壳体具有多孔性，可提供一合适于骨骼细胞贴附并生长的环境，继而提升骨骼细胞生长量，且该骨骼细胞可由该多孔性硬质壳体的孔隙向内生长，继而使该多孔性硬质壳体与生长的骨骼细胞合而为一，有利于该多孔性骨填补材固定在该骨缺损部位。再者，该多孔性硬质壳体具有保护该纤维状填充物的功能，可避免该纤维状填充物被生物体的体液冲刷，继而使得该纤维状填充物变得松散、位移或流失，导致失去做为骨骼细胞贴附并生长的模板效果。
较佳地，该多孔性硬质壳体是由一包括硫酸钙的混合物所形成。该硫酸钙可采以往所使用的，例如，无水硫酸钙或水合硫酸钙。
较佳地，该硫酸钙是由式(I)所示：
CaSO4·nH2O式(I)
其中n为0、1/2或2。
较佳地，该混合物还包括水。通过调整该混合物中的水与硫酸钙的混合比例，可有效提升该多孔性硬质壳体的机械强度，较佳地，以该混合物的总量为100wt%计，该水的使用量范围为18wt%至23.1wt%，当水的使用量范围小于18wt%时，该硫酸钙与水无法均匀混合，以使硫酸钙湿润；当水的使用量范围大于23.1wt%时，会导致该多孔性硬质壳体的抗压强度降低。
该多孔性硬质壳体的制备方式可采用以往方式，例如，将该混合物与一加热会气化或升华的物质混合，并置入于一可形成中空的模具中，经加热后，即为本发明多孔性硬质壳体，该加热会升华的物质如樟脑、棻或萘。
在不影响该多孔性硬质壳体的功效范围内，较佳地，该混合物还包括一陶瓷材料。该陶瓷材料的添加可使该多孔性硬质壳体的成分与生物体骨骼所含成分相近，更有利于骨骼细胞的生长。该陶瓷材料如下所述，所以不再赘述。
该多孔性硬质壳体的孔隙可提供一合适于骨骼细胞贴附并生长的环境。较佳地，以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol%计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol%至小于50vol%。较佳地，该孔隙的平均口径范围为150μm至小于500μm。较佳地，该多孔性硬质壳体具有一横截面，且该多孔性硬质壳体的厚度为该横截面的等效直径的11.5%至17.5%。较佳地，该多孔性硬质壳体的孔隙是与该内部空间相通，可使生物体的体液接触该纤维状填充物，更有效提升该多孔性骨填补材的骨骼细胞生长效果。通过调整该多孔性硬质壳体的孔隙度及孔隙的平均口径，可使得该多孔性骨填补材具有合适的抗压强度(至少16Mpa)，较佳地，以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol%计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol%至小于50vol%，且该孔隙的平均口径范围为150μm至小于300μm。或者，较佳地，以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol%计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol%至小于30vol%，且该孔隙的平均口径范围为300μm至小于500μm。
<纤维状填充物>
该纤维状填充物具有生物相容性。较佳地，该纤维状填充物还具有较佳的抗弯强度。该纤维状填充物的抗弯强度越佳，表示该纤维状填充物越易纠结，更可提升该多孔性骨填补材的机械强度。更佳地，该纤维状填充物还具有引导骨骼细胞再生及/或诱导骨骼修复的功能，可更有效地促进该多孔性骨填补材的骨骼细胞生长效果。
较佳地，该纤维状填充物包括至少一种由下列群组所组成的聚合物：聚糖(polysaccharide)类、聚糖类衍生物(polysaccharidederivatives)、聚胜肽类(polypeptide)、聚胜肽类衍生物(polypeptidederivatives)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚己内酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甘醇酸，或上述的聚合物的共聚物。
较佳地，该聚糖类是择自于几丁聚糖、纤维素、海藻酸及它们的组合。较佳地，该聚糖类衍生物是择自于几丁聚糖的盐类、纤维素的盐类、海藻酸盐类及它们的组合。较佳地，该聚胜肽类衍生物是择自于明胶、胶原蛋白、胶原蛋白衍生物及它们的组合。
较佳地，该纤维状填充物包括多条纤维，且所述纤维彼此纠结，形成多孔结构。该多孔结构可提供一适合骨骼细胞贴附并生长的环境。
较佳地，该纤维状填充物的平均长度范围为3.5mm至7mm。当纤维状填充物的平均长度小于3.5mm时，所述纤维彼此纠结效果不佳，使得该纤维状填充物无法聚集成块，继而导致机械强度下降；当纤维状填充物的平均长度大于7mm时，所述纤维彼此纠结效果不佳，使得该纤维状填充物的结构过于松散，继而导致机械强度下降。
<陶瓷材料>
该陶瓷材料具有生物兼容性。较佳地，该陶瓷材料还具有骨键结(bone-binding)特性。更佳地，该陶瓷材料还具有植入至生物体中不会引起发炎反应及/或不会被生物体内的纤维组织所占据，可更有效地促进该多孔性骨填补材的骨骼细胞生长效果。
该陶瓷材料包括至少一种由下列群组所组成的陶瓷材料：磷酸钙盐类及生物玻璃。
该磷酸钙盐类包括至少一种由下列群组所组成的磷酸钙盐：CaHPO4·2H2O、CaHPO4、Ca(H2PO4)2·H2O、Ca(H2PO4)2、分子式为Ca10(PO4)6(OH)2的磷酸钙盐、分子式为Ca10(PO4)6(F)2的磷酸钙盐、分子式为Ca8(HPO4)2(PO4)4·5H2O的磷酸钙盐、分子式为Ca4(PO4)2O的磷酸钙盐，及分子式为Ca3(PO4)2的磷酸钙盐。
该生物玻璃主要由Na2O-CaO-SiO2-P2O5为基础组成。该陶瓷材料的制备方式并无特别的限制，可采用以往的方式，例如，该磷酸钙盐类是由将一包含钙盐与磷酸盐的混合物进行反应所获得。
较佳地，该钙盐是择自于氯化钙、碳酸钙、硝酸钙、氢氧化钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙及此等一组合。较佳地，该磷酸盐是择自于磷酸三钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸三铵、磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾及它们的组合。
较佳地，该陶瓷材料是形成在该纤维状填充物的表面。该形成方式并无特别的限制，可采用以往的方式，例如，将一包含该纤维状填充物、钙盐与磷酸盐的混合物进行反应所获得。该陶瓷材料是形成在该纤维状填充物的表面，可使该陶瓷材料较不易受生物体的体液冲刷，而导致位移或流失，并增强该纤维状填充物的机械强度，以及延缓纤维状填充物降解速度。
在不影响本发明多孔性骨填补材的功效范围内，较佳地，本发明多孔性骨填补材还包含一具有修复和再生能力的生长因子。该生长因子可单独或混合使用，且该生长因子例如但不限于骨诱导生长因子(osteoinductivegrowthfactor)、血小板衍生生长因子(platelet-derivedgrowthfactor)、转化生长因子(transforminggrowthfactor)或类胰岛素生长因子(insulin-likegrowthfactor)等。该骨诱导生长因子例如但不限于骨成型蛋白(bonemorphogeneticprotein)、骨钙素(ostercalcin)或成骨素(osteogenin)等。
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说明用，而不应被解释为本发明实施的限制。
<实施例>
＜化学品来源＞
1.胶原蛋白：购自于SigmaAldrich；型号为BornsteinandTraubTypeI(SigmaTypeIII)。
2.六氟异丙醇(1,1,1,3,3,3hexafluoro-2-propanol)：购自于Fluka；纯度≥99.0％。
3.几丁聚糖：购自于SigmaAldrich。
4.三氟醋酸：购自于SigmaAldrich；型号为纯度为99%。
5.半水硫酸钙：购自于SigmaAldrich。
6.氯化钙：购自于SigmaAldrich。
7.磷酸氢二钠：购自于SigmaAldrich。
[纤维状填充物的制备]
<合成例1>
将0.3克的胶原蛋白溶于5毫升的六氟异丙醇中，以制得一浓度为6wt％的胶原蛋白溶液，再将该溶液置于一自制电纺仪器(纺织产业综合研究所的COSMISC-PME30)中，利用电纺原理，在20kV的电压下，流速为0.8ml/h，并在7公分的收集距离下喷丝，以得到多条的胶原蛋白纤维，进一步地依序以30wt%甲醇水溶液与60wt%甲醇水溶液进行清洗，且经冷冻干燥即可，所述胶原蛋白纤维的平均长度为0.7mm。
<合成例2>
合成例2是以与合成例1相同的步骤来制备该胶原蛋白纤维，不同的地方在于：流速为0.45ml/h，且所述胶原蛋白纤维的平均长度为3.5mm。
<合成例3>
将0.35克的几丁聚糖溶于5毫升的三氟醋酸中，以制得一浓度为7wt%的几丁聚糖溶液，再将该溶液置于一自制电纺仪器中，利用电纺原理，在20kV的电压下，流速为0.8ml/h，并在5公分的收集距离下喷丝，以得到多条的几丁聚糖纤维，进一步地依序以30wt%甲醇水溶液与60wt%甲醇水溶液进行清洗，且经冷冻干燥即可，所述几丁聚糖纤维的平均长度为4.5mm。
<合成例4>
合成例4是以与合成例1相同的步骤来制备该胶原蛋白纤维，不同的地方在于：流速为0.3ml/h，且所述胶原蛋白纤维的平均长度为6.8mm。
<合成例5>
合成例5是以与合成例1相同的步骤来制备该胶原蛋白纤维，不同的地方在于：流速为0.15ml/h，且所述胶原蛋白纤维的平均长度为13mm。
[多孔性硬质壳体的制备]
<合成例6>
将一由18.03wt%的水与81.97wt%的半水硫酸钙(CaSO4．0.5H2O)所组成的混合物与樟脑混合，并置于一直径为6mm，内径为4mm且高12mm的不锈钢圆柱模具中，于80℃下放置24h待完全固化后取出，即可获得口径约为300μm至400μm、孔隙度约为20vol%至25vol%，且厚度为2mm的多孔性硬质壳体。
<合成例7>
将一由23.08wt%的水与76.92wt%的半水硫酸钙(CaSO4．0.5H2O)所组成的混合物与樟脑混合，并置于一直径为6mm且高12mm的不锈钢圆柱模具中，于室温下放置24h待完全固化后取出，即可获得口径约为300μm至400μm、孔隙度约为20vol%至25vol%，且厚度为2mm的多孔性硬质壳体。
<合成例8>
将一由33.33wt%的水与66.67wt%的半水硫酸钙(CaSO4．0.5H2O)所组成的混合物与樟脑混合，并置于一直径为6mm且高12mm的不锈钢圆柱模具中，于室温下放置24h待完全固化后取出，即可获得口径约为300μm至400μm、孔隙度约为20vol%至25vol%，且厚度为2mm的多孔性硬质壳体。
[陶瓷材料形成于纤维状填充物表面的制备]
<制备例1>
将1克的合成例1的胶原蛋白纤维均匀溶解于14毫升的0.1M的氯化钙水溶液中，再将8.4毫升的0.1M的磷酸氢二钠水溶液以0.5ml/min的速度缓慢滴入，接着，使用磁石以转速为120rpm的速度进行搅拌，以使其均匀混合，并使胶原蛋白纤维彼此纠结缠绕，同时，磷酸钙会在胶原蛋白纤维表面析出，然后，利用0.1M的氢氧化钠水溶液将pH值调至7.0，且进行搅拌1小时后，进行过滤，并以两次水清洗滤饼并进行离心处理，取得沉淀物后，重复上述步骤三次后，取其沉淀物并经冷冻干燥处理，即可获得一胶原蛋白纤维磷酸钙复合物。
<制备例2>
制备例2是以与制备例1相同的步骤来制备该胶原蛋白纤维磷酸钙复合物，不同的地方在于：使用合成例2的胶原蛋白纤维。
<制备例3>
制备例3是以与制备例1相同的步骤来制备该几丁聚糖纤维磷酸钙复合物，不同的地方在于：使用合成例3的几丁聚糖纤维。将该几丁聚糖纤维磷酸钙复合物压成板状后，裁切成长度2mm、宽度2mm且厚度4mm的大小，进行抗弯强度、细胞活性及骨钙素浓度检测。
<制备例4>
制备例4是以与制备例1相同的步骤来制备该胶原蛋白纤维磷酸钙复合物，不同的地方在于：使用合成例4的胶原蛋白纤维。将该胶原蛋白纤维磷酸钙复合物压成板状后，裁切成长度2mm、宽度2mm且厚度4mm的大小，进行抗弯强度、细胞活性及骨钙素浓度检测。
<制备例5>
制备例5是以与制备例1相同的步骤来制备该胶原蛋白纤维磷酸钙复合物，不同的地方在于：使用合成例5的胶原蛋白纤维。
[骨填补材的制备]
<实施例1>
将制备例1的胶原蛋白纤维磷酸钙复合物置于合成例6的多孔性硬质壳体的内部空间中，并经冷冻干燥即可。
<实施例2>
将合成例1的胶原蛋白纤维置于合成例6的多孔性硬质壳体的内部空间中，并经冷冻干燥即可。
<比较例1>
将制备例1的胶原蛋白纤维磷酸钙复合物置于一直径为6mm，内径为4mm且高12mm的不锈钢圆柱模具中，并经冷冻干燥即可。
<比较例2>
将合成例1的胶原蛋白纤维置于一直径为6mm，内径为4mm且高12mm的不锈钢圆柱模具中，并经冷冻干燥即可。
<比较例3>
将一由重量比值为1的氢氧基磷灰石与硫酸钙所组成的混合物，取7.5克混合物粉末加入2.5毫升的水，获得一浆料。
<比较例4>
将一由重量比值为1的氢氧基磷灰石与硫酸钙所组成的混合物，取7.5克混合物粉末加入2.5毫升2wt%的胶原蛋白溶液，获得一浆料。
【检测项目】
1.抗压强度：
将上述合成例6至8的多孔性硬质壳体、实施例1至2及比较例1至2的骨填补材分别置于instron试验机(厂牌为Instron；型号为：5900)中，并依据ISO5833抗压强度测试方法进行测试。单位：MPa。
2.抗弯强度：
将上述制备例1至5的复合物置于instron试验机中，并依据ISO178弯曲强度测试方法进行测试。单位：MPa。
3.承受生物体体液冲刷能力：
将上述实施例1以及比较例1的骨填补材分别置于15毫升的试管中，并且分别加入5毫升的磷酸盐缓冲生理盐水(PhosphateBufferedSaline，简称PBS)，形成两个测试样品，并将所述测试样品置于37℃的恒温振荡水槽中，转速设定为100rpm，并置放24小时，接着，观察所述测试样品的溶液情况。○：溶液仍保持清澈；X：溶液变混浊。
4.细胞活性测试：
将制备例3及4的复合物及实施例1至2及比较例1至2的骨填补材分别置于一96-孔盘培养盘(96-wellplate)的不同孔中，并分别加入15μL且由重量比值为0.22的水与半水硫酸钙(CaSO4．0.5H2O)所组成的混合物，接着，待其固化后，以紫外光杀菌备用。
将比较例3及4的浆料分别置于一96-孔盘培养盘(96-wellplate)的不同孔中，待其固化后，以紫外光杀菌备用。
将1x104个类人体骨母细胞(humanosteoblast-likecells)加入上述每个孔中，并于37℃的环境下培养7天，然后，进行MTT分析法测试细胞活性，并以ELISA分光亮度计(ELISAreaderscanningmulti-wellspectrophotometer；厂牌为BIOTEK；型号为POWERWAVEXS)在波长570nm下量测其吸光值。吸光值愈高，代表存在于其上的细胞量愈多。
5.骨钙素生成测试：
将制备例3及4的复合物及实施例1至2及比较例1至2的骨填补材分别置于一96-孔盘培养盘的不同孔中，并分别加入15μL由重量比值为0.22的水与半水硫酸钙所组成的混合物，待其固化后，以紫外光杀菌备用。
将比较例3及4的浆料分别置于一96-孔盘培养盘的不同孔中，接着，待其固化后，以紫外光杀菌备用。
将1x104个类人体骨母细胞加入上述每个孔中，并于37℃的环境下培养7天，接着，使用骨钙素免疫分析试剂盒，并以ELISA分光亮度计在波长450nm下量测其吸光值，并由该吸光值换算骨钙素浓度。
表1
依据表1的实验数据可知，当纤维状填充物的平均长度范围为3.5mm至6.8mm时，该纤维状填充物具有较合适的抗弯强度。且相较于比较例3仅单纯使用矿物质或比较例4使用无多孔结构的胶原蛋白，不论本发明纤维状填充物是胶原蛋白或几丁聚糖，由于纤维状填充物中的纤维相互纠结形成多孔结构，使细胞可以贴附生长的面积增加，且形成一个与生物体环境相似的立体结构，使得细胞活性会表现的比在平面结构的纤维状填充物上生长的好。
表2
依据表2的实验数据可知，当该水的使用量范围为18.03wt%至23.08wt%时，所制得的多孔性硬质壳体具有较合适的抗压强度(38.7MPa至45.6MPa)。
表3
依据表3的实验数据可知，要使得该多孔性硬质壳体具有至少16Mpa的抗压强度，则以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol%计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol%至小于50vol%，且该孔隙的平均口径范围为150μm至小于300μm。或者，以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol%计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol%至小于30vol%，且该孔隙的平均口径范围为300μm至小于500μm。当孔隙度为0vol%时，虽可使该多孔性硬质壳体有很好的抗压强度，但无法提供生物体的体液进入，导致细胞生长情形不佳。
表4
依据表4的实验数据可知，相较于未使用多孔性硬质壳体的骨填补材，本发明该多孔性骨填补材使用多孔性硬质壳体，可提升该多孔性骨填补材的机械强度，且保护该纤维状填充物，避免该纤维状填充物被生物体的体液冲刷。同时，使用多孔性硬质壳体可有效地提升多孔性骨填补材的细胞活性及提高骨钙素的生成。
综上所述，通过多孔性硬质壳体的结构设计，使得该多孔性骨填补材具有较佳机械强度，可支撑骨缺损部位所承受的压力，避免二次伤害。且该多孔性骨填补材具有多孔性，可提供一合适于骨骼细胞贴附并生长的环境，继而提升骨骼细胞生长量。再者，该多孔性骨填补材中的多孔性硬质壳体具有保护该纤维状填充物的功能，可避免该纤维状填充物被生物体的体液冲刷，继而使得该纤维状填充物变得松散、位移或流失，导致失去做为骨骼细胞贴附并生长的模板效果，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (15)

1.一种多孔性骨填补材，其特征在于包含：
一可被吸收代谢的多孔性硬质壳体，界定出一内部空间，且该多孔性硬质壳体是由一包括硫酸钙的混合物所形成；及
一设置于该内部空间中的纤维状填充物。
2.根据权利要求1所述的多孔性骨填补材，其特征在于：以该多孔性硬质壳体的总体积为100vol％计，该多孔性硬质壳体的孔隙度范围为5vol％至小于50vol％。
3.根据权利要求2所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该多孔性硬质壳体的孔隙的平均口径范围为150μm至小于500μm。
4.根据权利要求1所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该多孔性硬质壳体具有一横截面，且该多孔性硬质壳体的厚度为该横截面的等效直径的11.5％至17.5％。
5.根据权利要求1所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该混合物还包括水。
6.根据权利要求5所述的多孔性骨填补材，其特征在于：以该混合物的总量为100wt％计，该水的使用量范围为18wt％至23.1wt％。
7.根据权利要求1所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该纤维状填充物包括至少一种由下列群组所组成的聚合物：聚糖类、聚糖类衍生物、聚胜肽类、聚胜肽类衍生物、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚己内酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甘醇酸，或上述的聚合物的共聚物。
8.根据权利要求7所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该聚糖类是择自于几丁聚糖、纤维素、海藻酸及它们的组合。
9.根据权利要求7所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该聚胜肽类衍生物是择自于明胶、胶原蛋白、胶原蛋白衍生物及它们的组合。
10.根据权利要求1所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该多孔性骨填补材还包含一设置于该内部空间的陶瓷材料。
11.根据权利要求10所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该陶瓷材料是形成在该纤维状填充物的表面。
12.根据权利要求11所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该纤维状填充物包括多条纤维，且所述纤维彼此纠结，形成多孔结构。
13.根据权利要求1或11所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该纤维状填充物的平均长度范围为3.5mm至7mm。
14.根据权利要求10所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该陶瓷材料包括至少一种由下列群组所组成的陶瓷材料：磷酸钙盐类及生物玻璃。
15.根据权利要求14所述的多孔性骨填补材，其特征在于：该磷酸钙盐类包括至少一种由下列群组所组成的磷酸钙盐：CaHPO4·2H2O、CaHPO4、Ca(H2PO4)2·H2O、Ca(H2PO4)2、分子式为Ca10(PO4)6(OH)2的磷酸钙盐、分子式为Ca10(PO4)6(F)2的磷酸钙盐、分子式为Ca8(HPO4)2(PO4)4·5H2O的磷酸钙盐、分子式为Ca4(PO4)2O的磷酸钙盐，及分子式为Ca3(PO4)2的磷酸钙盐。
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