TWI428156B - Composite particles, a preparation method thereof and its application - Google Patents

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Description

複合粒子、其製備方法及其應用
本發明是有關於一種複合粒子，特別是指一種用於骨缺損填補材的複合粒子、一種該複合粒子的製備方法，以及一種用於骨缺損填補材的複合材料。
骨缺損填補材是應用來治療有缺損的骨骼，一般來說，骨骼缺損的狀況分為兩大類，一種是發生在不用承受過度壓力的部位，如手腕、頭顱等，應用於修補此類型骨缺損的填補材的主要訴求不是機械強度，而是植入後會不會被體液所破壞，現有常見修補此類型骨缺損之方法是將磷酸鈣鹽類粉末直接按壓入骨缺損部位中，或是用人工骨塊(bone graft)來修補缺損處。而另一種骨缺損是發生在扮演有支撐角色的部位，如腳或脊髓等部位，應用於修補此類型的骨缺損的填補材就必須要有良好的機械強度且不易被體液破壞，因為此類骨缺損填補材要具有輔助受損骨骼支撐患部的功能，讓有缺陷的骨骼仍然可以發揮支撐患部的作用，以避免因骨骼的缺損而造成患部的二度傷害或其它部位的傷害。
US 6,783,712號專利即揭示一種經纖維強化且多孔的移植材料，該移植材料包含一呈膠體狀的聚合物主體，及多數條在該聚合物主體中平行排列的纖維。雖然該等纖維具有增加材料機械強度的效用，但是該案直接將纖維添加到聚合物溶液中，或多或少都會破壞聚合物主體自身緊密的結構而導致其強化的功效不彰。另，US 7,393,405號專利案則是揭示一種用於手術的液壓的骨水泥(hydraulic cement)，其係由磷酸鈣、脫水硫酸鈣及水所構成的，雖然其中的硫酸鈣有幫助固化及增加強度的作用，但是硫酸鈣約六個月左右即會被人體所吸收而無法繼續支撐骨材。
此外，骨骼在修復與癒合的過程中，除了要藉由骨缺損填補材支撐外，亦需要有體內的骨細胞能貼附增生並分泌細胞間質之處始能達到完整之修復，現在常見的骨缺損填補材多半是以聚甲基丙烯酸甲酯類樹脂為主體，但是此類樹脂並非生物可分解材料，故細胞無法有效地貼附生長，導致常有患者在使用此類骨缺損填補材後，會發生填補材與組織細胞因無法密合而發生鬆脫現象，所以目前此領域的研究重點之一就是如何讓骨缺損填補材除了有支撐效果外，亦可提供骨細胞一個良好的生長環境。
US 5,053,212號專利案揭示一種以氫氧基磷灰石為主的組成物，其組成物可藉由進一步添加膠原蛋白來增加黏度，並使製得的填補材近似於骨骼成分，使細胞更容易貼附於材料上並增生，但是在填補材被分解的同時，膠原蛋白成分一旦裸露，短時間內即會因體液的流動沖刷而喪失功效。
因此，仍有需要開發出一種不易被體液沖刷掉，且能提升細胞貼附生長量的骨缺損填補材料。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種具有特殊結構的複合粒子。
本發明複合粒子包括一粒狀本體及多數條纖維，該粒狀本體具有一介於5 μm~150 μm的粒徑，而該等纖維係由一生物可相容之聚合物所構成，該等纖維之平均纖維長度為該等粒狀本體之粒徑的1倍至20倍，且每一纖維係部份地被包覆於該粒狀本體內。
本發明之第二目的，即在提供一種前述複合粒子的製備方法。
本發明前述複合粒子的製備方法係藉由令混合後會析出粒狀本體的一第一溶液與一第二溶液接觸而製得的，且該等溶液於析出形成該粒狀本體的過程中會將該等纖維包覆於其中。
本發明之第三目的，即在提供一種不易被體液沖刷掉，且能提升細胞貼附生長量的用於骨缺損填補材的複合材料。
本發明用於骨缺損填補材的複合材料包含至少一如上所述之複合粒子。
本發明之功效在於：本發明藉複合粒子的特殊結構，亦即包括一粒狀本體及多數條相互糾結的纖維，使得以其製得的複合材料，不易因體液沖刷就散掉，且由於纖維或甚至是粒狀本體，是由生物可相容之聚合物所構成，使得本發明複合材料亦能供細胞貼附於其上並增生，故確實能達成本發明之目的。
如圖1所示，本發明複合粒子包括一粒狀本體1及多數條纖維2。
該粒狀本體1具有一介於5 μm~150 μm的粒徑，而該等纖維2係由一生物可相容之聚合物所構成，該等纖維之平均纖維長度為該等粒狀本體之粒徑的1倍至20倍，且每一纖維係部份地被包覆於該粒狀本體內。
當該粒狀本體之粒徑小於5 μm時，該複合粒子會因顆粒小，容易被體內的免疫細胞吞噬而導致該複合粒子崩解；當該粒狀本體之粒徑大於150 μm時，該複合粒子會因顆粒大，使得不同複合粒子間的空隙大而導致所形成的複合材料的整體結構不夠緊密。更佳地，該粒狀本體之粒徑為10 μm~100 μm；又更佳地，該粒狀本體之粒徑為20 μm~50 μm。
當纖維的平均纖維長度大於所述粒狀本體之粒徑的20倍時，會影響到複合材料整體的結構緻密度，反倒會使複合材料因結構鬆散而導致機械強度下降；而當纖維的平均纖維長度小於所述粒狀本體之粒徑時，則會因纖維間無法有效地纏繞，對於機械強度的幫助不大。
較佳地，該等纖維之平均纖維長度為該等粒狀本體之粒徑的1.5倍至17.5倍。更佳地，該等纖維之平均纖維長度為該等粒狀本體之粒徑的1.5倍至12倍。
較佳地，該生物可相容之聚合物是選自於多醣、多肽、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚己內酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、上述聚合物之共聚物，或其組合。
更佳地，該多醣是選自於幾丁聚醣、纖維素、海藻酸鹽，或其組合。
更佳地，該多肽是選自於膠原蛋白、明膠，或其組合。
本發明前述複合粒子的製備方法係藉由令混合後會析出粒狀本體的一第一溶液與一第二溶液接觸而製得的，且該等溶液於析出形成該粒狀本體的過程中會將該等纖維包覆於其中。
在本案中，上述析出形成該粒狀本體的方式主要有二種，方式一是利用鈣鹽溶液與磷酸鹽溶液混合後會析出沉澱物之原理，而方式二則是利用帶正電的聚合物與帶負電的聚合物會因正負電互相吸引而聚集之原理。
關於上述之方式一，較佳地，該第一溶液是選自於氯化鈣溶液、碳酸鈣溶液、硝酸鈣溶液、氫氧化鈣溶液、乙酸鈣溶液、葡萄糖酸鈣溶液、檸檬酸鈣溶液，或其組合；該第二溶液是選自於磷酸三鉀溶液、磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫二鈉溶液、磷酸三鈉溶液、磷酸氫二銨溶液、磷酸二氫銨溶液、磷酸三銨溶液、磷酸四鈉溶液、磷酸二氫鉀溶液、磷酸氫二鉀溶液，或其組合。
關於上述之方式二，較佳地，該第一溶液是選自於幾丁聚醣溶液、幾丁聚醣衍生物之溶液，或其組合；該第二溶液是選自於聚麩胺酸溶液、聚麩胺酸衍生物之溶液、聚天門冬胺酸溶液、聚天門冬胺酸衍生物之溶液、海藻酸鈉 溶液，或其組合。
本發明用於骨缺損填補材的複合材料包含至少一如上所述之複合粒子。
較佳地，該複合材料進一步包含硫酸鈣。
由於部分骨缺損填補材需要具有抗壓性，如小腿骨及脊髓等部位，故當要將本發明複合材料應用於上述部位時，較佳地，可進一步添加硫酸鈣來加強複合材料的機械強度，且於本發明中，當硫酸鈣遇水固化時，本發明複合粒子能利用其纖維間之糾結，使硫酸鈣不易被體液沖刷掉而維持其良好的機械強度。
較佳地，以該複合材料總重量計，該複合粒子的含量為5wt%~85wt%；更佳地，該複合粒子的含量為10wt%~65wt%。當該複合粒子的含量低於5wt%時，由於該複合粒子的數量過少，該等纖維彼此接觸機會較低，以致於互相纏繞的機率也下降，因此，該複合材料的機械強度的增加程度有限；當該複合粒子的含量高於85wt%時，代表硫酸鈣的含量至多僅有15wt%，則複合材料的機械強度無法提升很多，因為其機械強度主要還是靠硫酸鈣成分來提升。
較佳地，該複合粒子的數量為多數個，且每一複合粒子的纖維與鄰近複合粒子的纖維相互纏繞。
本發明用於骨缺損填補材的複合材料是藉由將特定比例的前述複合粒子與硫酸鈣均勻混合而製得。
本發明複合材料可應用於填補因手術、外傷等原因造 成的骨缺陷。
實施例
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
<化學品來源>
1.膠原蛋白：購自於sigma；型號為Bornstein and Traub Type I(Sigma Type III)。
2.六氟異丙醇(1,1,1,3,3,3 hexafluoro-2-propanol)：購自於Fluka；純度99.0%。
3.幾丁聚醣：購自於Aldrich。
4.三氟醋酸：購自於sigma；型號為ReagentPlus® ；純度為99%
5.聚麩胺酸：購自於味丹；型號為Na form。
6.聚己內酯：購自於Aldrich；重量平均分子量(Mw )約為65,000。
7.氫氧基磷灰石：購自於sigma；純度99.0%。
<製備膠原蛋白纖維>
以下具體例中所使用的膠原蛋白纖維是由本案發明人自行製作的，其係先將0.3g的膠原蛋白溶於5ml的六氟異丙醇中，以製得一濃度為6wt%之膠原蛋白溶液，再將該溶液製於一自製電紡儀器中，利用電紡原理，在20kV的電壓下，在7公分之收集距離下噴絲，以得到一薄膜，再對該薄膜施予一冷凍研磨處理，並藉由調控研磨次數的多寡 ，製備出不同平均纖維長度的膠原蛋白纖維。
<製備幾丁聚醣纖維>
以下具體例中所使用的幾丁聚醣纖維是由本案發明人自行製作的，其係先將0.35g的幾丁聚醣溶於5ml的三氟醋酸中，以製得一濃度為7wt%之幾丁聚醣溶液，再將該溶液製於一自製電紡儀器中，利用電紡原理，在20kV的電壓下，在5公分之收集距離下噴絲，以得到一薄膜，，再對該薄膜施予一冷凍研磨處理，並藉由調控研磨次數的多寡，製備出不同平均纖維長度的幾丁聚醣纖維。
<製備聚己內酯纖維>
以下具體例中所使用的聚己內酯纖維是由本案發明人自行製作的，其係先將0.25g的聚己內酯溶於5ml的三氟醋酸中，以製得一濃度為5wt%之聚己內酯溶液，再將該溶液製於一自製電紡儀器中，利用電紡原理，在18kV的電壓下，在4公分之收集距離下噴絲，以得到一薄膜，再對該薄膜施予一冷凍研磨處理，以得到一聚己內酯纖維。
製備複合粒子 <實施例1>
實施例1是先使事先製備好的膠原蛋白纖維0.5g(平均纖維長度為240μm)加入於14ml之0.1M的氯化鈣水溶液中，再將4.2ml之0.1M的磷酸氫二鈉水溶液緩慢倒入其中，並利用0.1M的氫氧化鈉水溶液將pH值調至7.0，且進行攪拌1小時後，以二次水清洗並離心三次後，取其沉澱物並冷凍乾燥之，進而得到多數個粒狀本體之平均粒 徑為20μm的複合粒子。
<實施例2>
實施例2是先使事先製備好的幾丁聚醣纖維0.7g(平均纖維長度為400μm)加入於14ml之0.1M的氯化鈣水溶液中，再將8.4ml之0.1M的磷酸氫二鈉水溶液緩慢倒入其中，並利用0.1M的氫氧化鈉水溶液將pH值調至7.0，且進行攪拌1小時後，以二次水清洗並離心三次後，取其沉澱物並冷凍乾燥之，進而得到一多數個粒狀本體之平均粒徑為50μm的複合粒子。
<實施例3>
實施例3是先使事先製備好的幾丁聚醣纖維2.0g(平均纖維長度為40μm)加入於20ml之10wt%的聚麩胺酸水溶液中，再將20ml之2wt%的幾丁聚醣溶液緩慢倒入其中，並利用0.1M的氫氧化鈉水溶液將pH值調至7.0，且進行攪拌1小時後，以二次水清洗並離心三次後，取其沉澱物並冷凍乾燥之，進而得到多數個粒狀本體之平均粒徑為20μm的複合粒子。
<實施例4>
實施例4是先使事先製備好的聚己內酯纖維2.0g(平均纖維長度為40μm)加入於20ml之10wt%的聚麩胺酸水溶液中，再將20ml之2wt%的幾丁聚醣溶液緩慢倒入其中，並利用0.1M的氫氧化鈉水溶液將pH值調至7.0，且進行攪拌1小時後，以二次水清洗並離心三次後，取其沉澱物並冷凍乾燥之，進而得到多數個粒狀本體之平均粒徑為 20μm的複合粒子。
<實施例5及6>
實施例5及6是以實施例1相同的步驟製備本發明複合粒子，不同的地方在於：實施例5所使用的膠原蛋白纖維的平均纖維長度為30μm；實施例6所使用的膠原蛋白纖維的平均纖維長度為350μm。
<比較例1>
比較例1是將4.2ml之0.1M磷酸氫二鈉水溶液緩慢倒入14ml之0.1M之氯化鈣水溶液中，並利用0.1M之氫氧化鈉水溶液將酸鹼值調至7.0，攪拌1小時後，以二次水清洗並離心三次後，取其沉澱物並冷凍乾燥之，進而得到多數個平均粒徑為20μm的磷酸鈣顆粒。
<比較例2>
比較例2是將20ml之2wt%之幾丁聚醣溶液緩慢倒入20ml之10wt%聚麩胺酸水溶液中，並在均質攪拌後，利用0.1M之氫氧化鈉水溶液將酸鹼值調至7.0，攪拌1小時後，以二次水清洗並離心三次後，取其沉澱物並冷凍乾燥之，進而得到多數個平均粒徑為20μm的聚麩胺酸-幾丁聚醣顆粒。
[複合粒子間的纖維之糾結測試]
由於所有的骨缺損填補材皆須承受體液沖刷，故能否抵抗液體的沖刷在實際應用時是很重要的，因此發明人分別將上述實施例1至6之複合粒子以及比較例1與2之複合粒子，直接以攪拌棒將1g之複合粒子壓成直徑為8mm且厚度為2 mm的片狀測試樣品，接著，以針筒注水沖刷每一測試樣品，並觀察各樣品是否會被水沖散，其結果如下表1所示，其中，O代表樣品沒有被水冲散；X代表樣品被水沖散。
由表1所示的結果可知，比較例1與2之測試樣品以水直接沖刷時會散開，無法保持其原有的形狀，顯示其結構緊密度不佳。然，實施例1至6之測試樣品，即具有本發明複合粒子之測試樣品，由於其中所含有的多個複合粒子間的纖維在攪拌後會相互糾結，使測試樣品具有良好的結構緊密度度，因此，當其被水沖刷時，仍然可以維持原有的形狀。
製備複合材料 ＜實施例7＞
本實施例是將重量比為1：9的實施例1之複合粒子與硫酸鈣均勻混合，以得到5 g粉體，即是本發明複合材料，接著，加入2.5 ml的生理食鹽水(購自於信東)，並以攪拌棒攪拌均勻，歷時至少1分鐘，以得到一本發明複合材料之測試樣品。
＜實施例8至10＞
實施例8至10是以與實施例7相同的步驟製備本發明複合材料與其測試樣品，不同的地方在於：實施例8至10所使用的複合粒子依序改為實施例3之複合粒子、實施例5之複合粒子與實施例6之複合粒子。
＜實施例11至13＞
實施例11至13皆是以與實施例7相同的步驟製備本發明複合材料與其測試樣品，不同的地方僅在於：複合粒子與硫酸鈣的混合重量比依序改為1：12、1.9：1與9：1。
＜比較例3＞
比較例3是將氫氧基磷灰石與硫酸鈣1：1的重量比均勻混合，以得到一複合材料之測試樣品。
＜比較例4＞
比較例4是先將適量的膠原蛋白溶於0.1 M的醋酸中，以得到一濃度為3 wt%的膠原蛋白溶液，接著，將2.5 g的氫氧基磷灰石與2.5 g的硫酸鈣(重量比為1：1)，置於2.5 ml的膠原蛋白溶液中，並以攪拌棒攪拌均勻，歷時至少1分鐘，以得到一複合材料之測試樣品。
＜比較例5＞
比較例5是將氫氧基磷灰石、硫酸鈣與預先製備好的膠原蛋白纖維(平均纖維長度為240 μm)以1：1：0.2的重量比均勻混合，以得到一複合材料之測試樣品。
＜比較例6與7＞
比較例6與7是以與實施例7相同的步驟製備複合材料與其測試樣品，不同的地方在於：比較例6與7所使用的複合粒子依序改為比較例1與比較例2之複合粒子。
[複合材料的強度測試]
將上述實施例7至13以及比較例3至7之測試樣品，於其固化前放入一個半徑為6 mm且高為12 mm的圓柱狀模具中，並將其置於37℃的環境下，歷時24小時，待其固化完全後再取出圓柱體樣品。接著，利用萬能拉力機(廠牌：PRO TEST，型號PT-1066)分別測量圓柱體樣品泡水前及泡水後(即於水中微波震盪7天)的壓縮應力(compression stress；單位為MPa)，壓縮速度為1 mm/min，其量測結果如下表2所示。
由表2所示的結果可知，所有的測試樣品泡水7天後的壓縮應力皆下降，這表示此等測試樣品會因為長時間處於溼潤環境中而慢慢瓦解，進而導致其性質改變。
比較例3至7之測試樣品的壓縮應力改變率皆已超過40%，例如僅混合氫氧基磷灰石及硫酸鈣作為填充材的比較例3之測試樣品，經泡水處理後的壓縮應力約降低50%，而比較例4之測試樣品雖然泡水前具有最好的壓縮應力，但是其壓縮應力改變率高達近80%，這是因為該測試樣品是以具有增稠功能的膠原蛋白溶液為基質，且因膠原蛋白可填補氫氧基磷灰石顆粒間的空隙，使其泡水前的壓縮應力最大，但是在經過泡水處理後，由於膠原蛋白成分溶出，導致壓縮應力大幅降低。至於，混合有膠原蛋白纖維的比較例5之測試樣品，與比較例3之測試樣品相比，其泡水前的壓縮應力較差，應該是因為纖維影響了複合材料的結構緻密度，但是由於纖維會彼此纏繞，使得泡水後的比較例5之測試樣品之壓縮應力改變率反而比比較例3之測試樣品來得低。
實施例7至12之測試樣品的壓縮應力改變率則是皆小於40%，其中，實施例7與8之測試樣品在經泡水震盪7天後的壓縮應力改變率是甚至小於20%，這是因為該等測試樣品在泡水震盪時，雖然其結構會遭到破壞，但是因為其中的複合粒子中的纖維是彼此纏繞的，使其整體結構的緊密度較佳而不易被水沖刷掉。另，當將實施例9與10之測試樣品的結果與實施例7之測試樣品的結果做比較時，可知纖維的平均纖維長度過長時，會使複合材料整體的結構緻密度遭破壞而導致機械強度下降，而纖維的平均纖維長度過短時，則會因纖維間無法有效地纏繞，對於機械強度的幫助較小。
實施例11之測試樣品，因其硫酸鈣含量較高，故泡水前的壓縮應力比較高，但是也因為複合粒子的含量較低，致使纖維接觸機會降低，導致泡水後的機械強度明顯下降。然，實施例7至11之測試樣品泡水7天後的壓縮應力強度仍是比所有的比較例之測試樣品來得好。
至於，實施例13之測試樣品，雖然並未測得其壓縮應力，但是從其糾結測試及其於泡水後還具有一定的構形可知，該等測試樣品中的複合粒子仍有良好的糾結關係，因此，仍可適用於不需支撐功能的骨缺損部位。
[細胞培養測試]
發明人使用3-[4,5-二甲基噻唑-2-基]-2,5-二苯四唑溴化物{3-[4,5-Dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide}(MTT)方法測量，其係將實施例1~4之複合粒子分別置一96-井培養盤(96-well plate)的不同井中，並以攪拌棒稍微加壓使複合粒子完全平舖於96井培養盤的底部即可，此外，亦將實施例7與8及比較例3與4之測試樣品分別平鋪於不同井中，並於每個井中加入含有1x104 個小鼠纖維母細胞(L-929 mouse fibroblast；購自於台灣的食品工業發展研究所(FIRDI)的生物資源保存及研究中心(BCRC)，寄存編號為BCRC 60091)之200 μL的培養基(medium)，再將該培養盤置於37℃的環境下培養，歷時24小時後取出，移除培養基，再將20 μL的MTT溶液(濃度為5 mg/mL，配於的磷酸鹽緩衝生理鹽水(簡稱為PBS)中)分別加入至各井內並用鋁箔紙包好避光，予以培養歷時5小時。接著，移除各井中的液體，繼而加入200 μL的二甲亞碸(dimethyl sulfoxide；簡稱為DMSO)利用震盪機於室溫下以轉速100 rpm混合5分鐘，再將所形成的混合物以ELISA讀取儀掃描多井分光光度計(ELISA reader scanning multi-well spectrophotometer；廠牌為BIOTEK；型號為POWERWAVE XS)在波長630 nm下量測其吸光值，結果如下表3所示，吸光值愈高，代表存在於其上的細胞量愈多，而若是吸光值未超過0.5，則意味著其細胞生長情形是較不佳的。
如上表3所示，實施例1至4之複合粒子皆有助於細胞生長，其中又以含有膠原蛋白纖維的實施例1之複合粒子的效果最佳。此外，實施例7與8之測試樣品的細胞生長量皆較僅簡單混合氫氧基磷灰石及硫酸鈣之比較例3之複合材料來得多，由此可知，由生物可相容之聚合物所構成的纖維確實可增加細胞的貼附及生長。而從混合膠原蛋白溶液之比較例4之測試樣品的吸光值來看，推測應是膠原蛋白成分已從複合材料中溶出至培養基中，因此無法達到和實施例7與8之測試樣品一樣的效果。
綜上所述，本發明用於骨缺損填補材的複合材料藉由複合粒子的特殊結構，亦即包括一粒狀本體及多數條相互糾結的纖維，使其不易因體液沖刷就散掉，且由於纖維或甚至是粒狀本體，是由生物可相容之聚合物所構成，使得本發明複合材料亦能供細胞貼附於其上並增生，與人體細胞有良好的相容性，故確實能達到本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1．．．粒狀本體
2．．．纖維
圖1為一示意圖，用以顯示本發明複合粒子之結構。
1．．．粒狀本體
2．．．纖維

Claims (11)

  1. 一種複合粒子，包括：一粒狀本體，具有一介於5μm~150μm的粒徑；及多數條纖維，係由一生物可相容之聚合物所構成，該等纖維之平均纖維長度為該等粒狀本體之粒徑的1倍至20倍，且每一纖維係部份地被包覆於該粒狀本體內。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之複合粒子，其中，該生物可相容之聚合物是選自於多醣、多肽、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚己內酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、上述聚合物之共聚物，或其組合。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之複合粒子，其中，該多醣是選自於幾丁聚醣、纖維素、海藻酸鹽，或其組合。
  4. 依據申請專利範圍第2項所述之複合粒子，其中，該多肽是選自於膠原蛋白、明膠，或其組合。
  5. 一種如申請專利範圍第1項所述之複合粒子的製備方法，其係藉由令混合後會析出粒狀本體的一第一溶液與一第二溶液接觸而製得的，且該等溶液於析出形成該粒狀本體的過程中會將該等纖維包覆於其中。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之複合粒子的製備方法，其中，該第一溶液是選自於氯化鈣溶液、碳酸鈣溶液、硝酸鈣溶液、氫氧化鈣溶液、乙酸鈣溶液、葡萄糖酸鈣溶液、檸檬酸鈣溶液，或其組合；該第二溶液是選自於 磷酸三鉀溶液、磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫二鈉溶液、磷酸三鈉溶液、磷酸氫二銨溶液、磷酸二氫銨溶液、磷酸三銨溶液、磷酸四鈉溶液、磷酸二氫鉀溶液、磷酸氫二鉀溶液，或其組合。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述之複合粒子的製備方法，其中，該第一溶液是選自於幾丁聚醣溶液、幾丁聚醣衍生物之溶液，或其組合；該第二溶液是選自於聚麩胺酸溶液、聚麩胺酸衍生物之溶液、聚天門冬胺酸溶液、聚天門冬胺酸衍生物之溶液、海藻酸鈉溶液，或其組合。
  8. 一種用於骨缺損填補材的複合材料，包含至少一如申請專利範圍第1項至第4項其中任一項所述之複合粒子。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之複合材料，其中，該複合材料進一步包含硫酸鈣。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述之複合材料，其中，以該複合材料總重量計，該複合粒子的含量為5wt%~85wt%。
  11. 依據申請專利範圍第8項所述之複合材料，其中，該複合粒子的數量為多數個，且每一複合粒子的纖維與鄰近複合粒子的纖維相互纏繞。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10307167B2 (en) 2012-12-14 2019-06-04 Corquest Medical, Inc. Assembly and method for left atrial appendage occlusion
US10813630B2 (en) 2011-08-09 2020-10-27 Corquest Medical, Inc. Closure system for atrial wall
US10314594B2 (en) 2012-12-14 2019-06-11 Corquest Medical, Inc. Assembly and method for left atrial appendage occlusion
US20140142689A1 (en) 2012-11-21 2014-05-22 Didier De Canniere Device and method of treating heart valve malfunction
US9566443B2 (en) 2013-11-26 2017-02-14 Corquest Medical, Inc. System for treating heart valve malfunction including mitral regurgitation
JP6278312B2 (ja) * 2014-04-08 2018-02-14 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 両ねじ体転造用ダイス構造、両ねじ体調整用ダイス構造、両ねじ体転造方法、両ねじ体調整方法。
US10842626B2 (en) 2014-12-09 2020-11-24 Didier De Canniere Intracardiac device to correct mitral regurgitation
CN110124101A (zh) * 2019-06-19 2019-08-16 成都理工大学 一种柠檬酸钙/聚乳酸复合多孔骨组织工程支架材料及其制备方法
CN110201238A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 成都理工大学 一种柠檬酸钙/聚己内酯/聚乳酸骨修复材料及其应用
CN110170074A (zh) * 2019-06-19 2019-08-27 成都理工大学 一种熔融共混法制备的柠檬酸钙/聚乳酸骨修复材料及其应用
CN110201239A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 成都理工大学 一种柠檬酸钙/聚己内酯复合骨修复材料及其应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2539751C (en) * 2003-09-05 2016-04-26 Norian Corporation Bone cement compositions having fiber-reinforcement and/or increased flowability
US20090012625A1 (en) * 2004-09-14 2009-01-08 Ying Jackie Y Porous biomaterial-filler composite and method for making the same
JP5578499B2 (ja) * 2010-03-16 2014-08-27 学校法人明治大学 リン酸カルシウム／生分解性ポリマーハイブリッド材料並びにその製法及びハイブリッド材料を用いたインプラント

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