способ получения биосовместимого материала для стоматологии

Формула изобретения

Способ получения биосовместимого материала для стоматологии, включающее распиливание кости, отмывание, обработку сначала смесью ферментов, состоящей из раствора трипсина и раствора папаина, а затем раствором перекиси водорода, отмывание, высушивание и добавление материала, состоящего из солей двух и/или трехвалентных металлов, коллагена, сульфатированных гликозаминогликанов и воды очищенной, отличающийся тем, что кость распиливают на кусочки размером 1х1х1 см, отмывают водой, перед обработкой смесью ферментов обезжиривают смесью абсолютного спирта, хлороформа, метанола и эфира медицинского в соотношении 1:1:1:1 в течение 24 - 28 ч, измельчают в жидком азоте до получения костной крошки размером 70 - 700 мкм, а после обработки раствором перекиси водорода и отмывания водой очищенной центрифугируют при 5000 об/мин в течение 30 мин, затем повторно обрабатывают 0,1 - 1,0%-ным раствором папаина, отмывают водой очищенной, кипятят более 1 раза в течение 1 ч, высушивают с материалом, состоящим из солей двух и/или трехвалентных металлов, коллагена, сульфатированных гликозаминогликанов и воды очищенной, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соли двух и/или трехвалентных металлов - 0,5 - 95,0

Коллаген - 0,5 - 95,0

Сульфатированные гликозаминогликаны - 0,05 - 2,0

Вода очищенная - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а более конкретно к стоматологии, и может быть использовано в хирургической стоматологии при дентальной имплантации, в челюстно-лицевой хирургии, в ортопедии и травматологии.

Известен способ получения биосовместимого материала для стоматологии (Патент RU N 2136298, A 61 K 35/32), включающий распиливание кости, отмывание, обработку сначала смесью ферментов, состоящей из раствора трипсина и раствора папаина, а затем раствором перекиси водорода, отмывание, высушивание и добавление материала, состоящего из трехвалентных металлов, коллагена, сульфатированных гликозаминогликанов СГАГ и воды очищенной.

Недостатком указанного способа является то, что он не приводит к полному очищению кости от белков, гликопротеинов и гликолипидов.

Техническим результатом является повышение степени очистки кости от фибриллярного белка-коллагена и гликопротеинов и гликолипидов, определяющих антигенность ткани.

Технический результат достигается тем, что в способе получения биосовместимого материала для стоматологии, включающем распиливание кости, отмывание, обработку сначала смесью ферментов, состоящей из раствора трепсина и раствора папаина, а затем раствором перекиси водорода, отмывание, высушивание и добавление материала, состоящего из солей двух- и/или трехвалентных металлов, коллагена, сульфатированных гликозаминогликанов и воды очищенной, кость распиливают на кусочки размером 1x1x1 см, отмывают водой, перед обработкой смесью ферментов обезжиривают смесью абсолютного спирта, хлороформа, метанола и эфира медицинского в соотношении 1:1:1:1, измельчают в жидком азоте до получения костной крошки размером 70-700 мкм, а после обработки раствором перекиси водорода и отмывания водой очищенной центрифугируют при 5000 об/мин в течение 30 минут, затем повторно обрабатывают 0,1-1,0% раствором папаина, отмывают водой очищенной, кипятят не менее 1 раза в течение 1 часа, высушивают и смешивают с материалом, состоящим из солей двух- и/или трехвалентных металлов, коллагена и сульфатированных гликозаминогликонов и воды очищенной, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соли двух- и/или трехвалентных металлов - 0,5-95

Коллаген - 0,5-95

Сульфатированные гликозаминогликаны - 0,05-2

Вода очищенная - остальное

Костную кромку смешивают с материалом, содержащим соли двух- и/или трехвалентных металлов, коллаген, сульфатированные гликозаминогликаны и воду.

Концентрация коллагена менее 0,5% не оказывает действия на репарацию ткани кости, концентрация более 95% может привести к побочным эффектам.

Коллаген, например, из склеры сельскохозяйственных животных получают путем кислотно-щелочного гидролиза (Коллаген и его применение в медицине, М., Медицина, 1976 г., с. 50-53), определение коллагена проводят путем изменения оптической плотности по Na₂SO₄.

Качественный анализ коллагена проводят электрофоретически по Laemli (Immunocemistry of the extracellular matrix. Vol. 1 Furth NY 1976).

Важным свойством коллагена из склеры сельскохозяйственных животных является то, что его влияние на репарацию костной ткани продолжается длительное время.

Введение в композицию солей двух- и/или трехвалентных металлов (Cr⁺⁺, Zn⁺⁺, Mg⁺⁺ и др.) в указанных количествах необходимо в целях стимуляции местного репаративного остогенеза (Новое в стоматологии. 1997, (56), М., с. 21-25).

Концентрация солей в композиции менее 0,5% никакого действия на репаративные процессы не оказывает, концентрация более 95% является избыточной и не метаболизируется в процессе остеогенеза.

Соли двух- и трехвалентных металлов (Ca²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Be²⁺, Ti²⁺, Zr²⁺, Ag²⁺, Cu²⁺, Al³⁺, Au^2+,3+) реакцией замещения в растворах выделяют путем избирательного осаждения и концентрирования.

Идентификацию солей проводят путем качественных реакций на соли двухвалентных металлов (Фармацевтическая химия, М., Медицина, 1993 г., с. 144-145).

Применение СГАГ в указанных количествах необходимо и достаточно, так как при многих заболеваниях и повреждениях соединительной ткани происходит снижение уровня СГАГ в межклеточном матриксе. Сульфатированные гликозаминогликаны являются основными компонентами соединительной ткани (в костной ткани они связаны с нативным коллагеном) в состав СГАГ входят гетерополисахариды: хондроитин-сульфат, кератан-сульфат, гепарансульфат и гепарин. Сульфатированные гликозаминогликаны в целом активно влияют на остеогенез, поскольку являются важнейшим компонентом биоматрикса, особенно в растущей кости, регулируют водный и солевой обмен в клетке, обладают свойством снижать воспалительную реакцию, активно стимулируют репарацию соединительной ткани.

Концентрация СГАГ менее 0,05% не оказывает стимулирующего действия на репарацию костной ткани, концентрация свыше 2% может вызвать побочные эффекты и ингибировать клеточный рост.

Размер костной крошки менее 70 мкм нежелателен, так как в этом случае она быстро вымывается из костного дефекта, а при ее размере более 700 мкм активность стимуляции репарации соединительной ткани снижается.

Кости распиливаются на кусочки 1х1х1 см, поскольку при этом происходит лучшее обезжиривание и лучшее измельчение до получения костной кромки.

Соотношение обезжиривателей абсолютного спирта, хлороформа, метанола и эфира - 1:1:1:1 установлено экспериментально по окрашиванию суданом кусочков кости на жиры после обезжиривания.

При повторной обработке костной крошки раствором папаина с концентрацией менее 0,1% происходит недостаточный гидролиз белков кости, а концентрация свыше 1% не увеличивает его выхода.

Смесь ферментов трипсина и папаина в концентрациях согласно известному способу позволяет провести полный гидролиз свободных белков кости, так как являясь протеолитическими ферментами, гидролизирует белки животного происхождения (Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, Т. 1, М. Мир. 1982 г.).

При этом концентрация трипсина находится в пределах 0,1-1%, поскольку при концентрации менее 0,1% он работает неэффективно (гидролизует менее 30% белков, входящих в состав костной ткани), а при концентрации выше 1% распад белка не увеличивается. А концентрация папаина лежит в пределах от 0,125 до 0,3%. При концентрации папаина ниже 0,125% гидролизуются не все структурные белки, а при концентрации папаина выше 0,3% эффективность гидролиза не изменяется. Ферменты взяты в соотношении 1:1, что установлено экспериментально. Гидролиз идет при температуре 65^oC и pH 6,5 в течение 10-12 часов, поскольку эти условия являются оптимальными для действия ферментов.

Обработку 1% раствором перекиси водорода, как и в известном способе, взятым за прототип, в течение 10-12 часов применяют для максимального освобождения тканей от липопротеинов и протеогликанов.

Способ осуществляется следующим образом:

Кость очищают скальпелем от мышц, связок и прочего. Распиливают на кусочки размером 1х1х1 см, отмывают водой, помещают в смесь для обезжиривания, содержащую абсолютный спирт, хлороформ, метанол и эфир медицинский в соотношении 1:1:1:1, в течение 24-48 часов отмывают водой очищенной, измельчают в жидком азоте до получения костной крошки размером 70-700 мкм, затем обрабатывают смесью ферментов, состоящей из 0,1-1% раствора трипсина и 0,125-0,3% раствора папаина, взятых в соотношении 1:1, в течение 10-12 часов при температуре 65^oC и pH 6,5 отмывают водой очищенной и обрабатывают 1% раствором перекиси водорода в течение 12 часов, отмывают водой очищенной, центрифугируют при 5000 об/мин в течение 30 минут и повторно обрабатывают 0,1-1,0% раствором папаина, отмывают водой очищенной и кипятят не менее 1 раза в течение 1 часа. После осаждения костной крошки воду сливают, а костную крошку высушивают при температуре 110-120^oC, затем смешивают с материалом, состоящим из солей двух- и/или трехвалентных металлов, коллагена, сульфатированных гликозаминогликанов и воды, при следующем соотношении мас. %:

Соли двух- и/или трехвалентных металлов - 0,5-95

Коллаген - 0,5-95

Сульфатированные гликозаминогликаны - 0,05-2

Вода очищенная - остальное

Пример. Кость быка очищают скальпелем от мышц, связок и прочего. Распиливают ножовкой на кусочки размером 1х1х1 см, отмывают водой и помещают в смесь для обезжиривания, состоящую из абсолютного спирта хлороформа, метана и эфира медицинского в соотношении 1:1:1:1, на 24-48 часов, затем обезжиренные кусочки отмывают водой очищенной и измельчают в жидком азоте до получения костной крошки размером 500 мкм, помещают костную крошку в смесь ферментов, состоящей из 0,1 раствора трипсина и 0,125 раствора папаина, взятых в соотношении 1: 1, на 12 часов при температуре 65^oC и pH 6,5, затем крошку отмывают и обрабатывают 1% раствором перекиси водорода в течение 12 часов, отмывают водой очищенной, центрифугируют при 5000 об/мин в течение 30 минут, повторно обрабатывают в 1,0% растворе папаина, отмывают водой очищенной и кипятят не менее 1 раза в течение 1 часа. После осаждения крошки воду сливают, а костную крошку высушивают при температуре 110-120^oC. Затем высушенную крошку - 95 г смешивают с материалом, содержащим 0,5 г сухого порошка гидроксиапатита, 0,4 г сухого коллагена и 0,1 порошка сульфатированных гликозаминогликанов, остальное вода очищенная, и перемешивают.

Полученный согласно изобретению биосовместимый материал для стоматологии, используют при приготовлении гелей, гранул, порошков и пластин для стоматологии.