一种金枪鱼鱼骨粉材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医用卫生材料领域，具体涉及一种金枪鱼鱼骨粉材料及其制备方法和 应用。
【背景技术】
[0002] 研宄发现，锶元素具有双重机制诱导骨再生。首先，在骨再生机制研宄方面揭示了 骨重建中成骨和破骨细胞是偶联在一起的。首次阐明了在骨重建过程中成骨和破骨细胞并 不是孤立的，而是通过TGF-betal信号分子耦联。其次，在锶促进成骨的作用机制研宄方 面，发现了锶可能通过与CaSR完全不同的受体，即Wnt通路受体LRP5/LRP6,发生作用。这 个突破性的发现给骨质疏松的治疗带来新的思路。
[0003] 针对锶在骨质疏松治疗上的特点，骨小梁微结构改变的纵向研宄更深刻、更准确 地反映了锶促进成骨的作用，研宄发现在骨质疏松发病的早期，通过微量元素锶的治疗能 有效地缓解骨质流失。因此，锶元素的掺杂对提高骨填充材料的促成骨活性有重要意义。
[0004] 而目前用于生物活性填充材料的天然骨材料主要是牛、羊或猪的剩骨，其骨料需 要多次破碎、脱脂、高温蒸煮等处理步骤，制备牛、羊或猪的骨粉成本高、难度大，而且骨质 中的活性矿物质少，促成骨能力弱。
[0005] 因此，开发一种成本低、促成骨能力强的生物活性填充材料是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种金枪鱼鱼骨粉材料的制备方法。 此方法原料易得，制备工艺简单、成本低，可实现较高的经济效益。
[0007] 本发明的另一目的是提供上述方法制备的金枪鱼鱼骨粉材料。此材料的钙磷比与 人体骨很接近，且含有较高的成骨促进元素一锶元素。
[0008] 本发明的又一目的是提供上述金枪鱼鱼骨粉材料作为医用骨填充材料的应用。
[0009] 为达到上述目的，本发明提供了一种金枪鱼鱼骨粉材料的制备方法，具体步骤 为：
[0010] 将金枪鱼鱼骨进行初步破碎得到鱼骨预料，将鱼骨预料在90-100°C、1. 0-1. Ibar 下蒸煮1-4小时，得到鱼骨初料；
[0011] 将上述鱼骨初料在摩尔浓度为4-7 %的亚硫酸氢钠缓冲液中浸泡2-4小时，然后 在800-1000°C下煅烧4-10小时得到鱼骨料，再经粉碎及过筛处理，得到不同粒径范围的鱼 骨粉材料。
[0012] 在上述方法中，所述金枪鱼鱼骨可使用深海捕捞后去除鱼肉后的废弃鱼骨料。多 数情况下，渔业公司剔除金枪鱼鱼肉后剩下的鱼骨仍然有部分肉质残余，此时，在初步破碎 操作前，可先进行骨肉分离再进行破碎处理。
[0013] 在上述方法中，蒸煮是为了初步去除骨质表面少量残留鱼肉、脂类；使用亚硫酸氢 钠缓冲液法浸泡的方法可有效去除鱼骨中的铅、汞和砷等重金属。
[0014] 在上述方法中，鱼骨初料通过高温煅烧，骨内的有机成分全部挥发，排除了异体植 入材料的抗原性问题。其次，合适的温度控制可以控制鱼骨中无机相的结晶度，可以防止无 机晶体相随温度升高而导致晶粒异常长大及烧结塌缩，从而影响原料的粉碎和植入材料的 降解速率。鱼骨初料若在低于800°C下煅烧，有机质挥发难以完全，容易形成黑色碳化物，所 以最好快速升温至800°C;若在高于1000°C煅烧时，鱼骨粉中的锶羟基磷灰石晶粒长大而不 利于材料在植入部位的降解。煅烧温度为850°C时效果最好，既保证了材料的特性又能节约 能源。
[0015] 在上述方法中，将高温煅烧后的鱼骨料进行粉碎，并利用标准实验筛对粉碎后的 鱼骨粉进行过筛处理，可得到不同粒径范围的鱼骨粉材料。粉体粒度上进行分级处理后，可 以针对不同的植入部位对材料在力学性能、降解性能和特殊关联病理要求等方面进行合理 的粒径选择，从而应用于不同骨修复部位和不同病例环境。
[0016] 在上述制备方法中，优选地，该方法还包括对鱼骨粉材料进行辐照灭菌、无菌包装 的步骤。对鱼骨粉材料进行辐照灭菌并无菌包装，是对其应用于体内植入的必须要求，同时 也延长了材料的保质期。
[0017] 在上述制备方法中，优选地，所述鱼骨预料的粒径集中在5_20mm。在实际操作中， 鱼骨预料的粒径大部分处于5-20_即可；本方法中，先将鱼骨破碎，有利于后续除重金属 和煅烧的有效实施。
[0018] 在上述制备方法中，优选地，该方法还包括在所述蒸煮处理后，对鱼骨预料进行过 滤、清洗的步骤；以及在浸泡2-4小时后，对鱼骨初料进行清洗、干燥的步骤。
[0019] 在上述制备方法中，优选地，所述亚硫酸氢钠缓冲液的pH值为5. 5-6. 5。
[0020] 在上述制备方法中，优选地，所述鱼骨粉材料的粒径小于500 μ m。
[0021] 在上述制备方法中，优选地，所述不同粒径范围为：0-40 μ m、40_100 μ m、 100-150 μ m、100-200 μ m、200-300 μ m、300-400 μ m、400-500 μ m。
[0022] 在上述制备方法中，优选地，所述鱼骨预料的蒸煮条件为：100°C、1. lbar，所述亚 硫酸氢钠缓冲液的摩尔浓度为5%，所述煅烧的温度为850°C。
[0023] 本方法中，使用的原料为金枪鱼鱼骨，经研宄发现，金枪鱼鱼骨的蛋白质、粗脂肪 及矿物质的含量都比较高，其不仅含有丰富的钙质资源，还具有多种微量元素，尤其是促成 骨能力较强的锶离子的含量远远高于陆生动物骨骼。而金枪鱼是近年来远洋渔业重点发展 的海洋渔业资源，其作为深海脊柱动物，鱼骨往往没有开发价值而被丢弃，不仅浪费资源， 而且污染环境。因此，本方法使用的原料为金枪鱼鱼骨，不仅可使材料中含有较高的锶元 素，保证促成骨能力，而且金枪鱼鱼骨可来自金枪鱼鱼肉加工过程中产生的鱼骨废弃料，具 有重要的环保意义。
[0024] 由于目前制备鱼骨粉的技术，主要是将鱼骨经酶解脱脂、脱蛋白、除腥和烘干粉碎 制成鱼骨粉。但是这种方法制得的鱼骨粉存在临床使用缺陷，一方面，未经高温煅烧的鱼骨 粉植入到人体存在异体植入物的抗原性问题；另一方面，这种方法不能除去深海鱼类骨骼 和组织中的重金属（铅、砷、汞等），另外，使用普通的酸碱浸泡方式除重金属时，其效果也 甚微。
[0025] 而本发明提供的金枪鱼鱼骨粉材料的制备方法完全克服了上述缺陷。本方法是结 合生物医用植入材料的实际要求、深海鱼类产品的骨组成特性和材料元素缓释的原理基础 上建立的先破碎，后除重金属，再高温去除有机质抗原，并保持适当的结晶度，然后分级过 筛得到满足实际应用需要的产品粒度，最后进行灭菌处理和无菌包装。
[0026] 本发明提供的金枪鱼鱼骨粉材料的制备方法的优点总结如下：
[0027] (1)本发明提供的金枪鱼鱼骨粉材料的制备方法，原料易得，制备工艺设计科学、 制备方法合理，可操作性强，获得的最终产物质量可控；其是将渔业弃置的金枪鱼鱼骨经煅 烧而转化为高附加值的生物医用材料，变废为宝，工艺简单，制备成本低，可实现较高的经 济效益；而且由于工艺简单，不易引入外来杂质，可适用于工业化中试生产，同时也适合实 验室小规模制备。
[0028] (2)本发明提供的金枪鱼鱼骨粉材料的制备方法，其采用先破碎去杂后去除重金 属的方法大大降低了鱼骨粉材料的重金属含量，提高了材料的生物安全性；利用高温煅烧 方式得到鱼骨料，无有机物残留，消除了临床使用存在的抗原性问题；同时控制好煅烧温度 可以获得疏松的烧结产物，使得原料更容易粉碎，减少粉碎过程中因物理摩擦和撞击引起 外来杂质；利用分级过筛方式得到不同粒径范围的粉料利于针对病人的不同植入部位和不 同植入环境进行科学的选择。
[0029] 本发明另外提供了上述方法制备的金枪鱼鱼骨粉材料。
[0030] 本发明提供的金枪鱼鱼骨粉材料富含能促进成骨生长的锶元素，其是从金枪鱼鱼 骨中提取了无机生物活性因子锶磷灰石，与合成的锶羟基磷灰石相