本發(fā)明關于一種可于x-光下顯影的生物可吸收性骨釘，該骨釘可于x-光下顯影成像，并與一動物細胞相容，該動物細胞可降解該骨釘。

背景技術：

聚乳酸(polylacticacid，pla)屬于一種熱塑性聚酯類材料。聚乳酸可在人體內進行降解，并形成二氧化碳和水并被身體自然排出。在醫(yī)療上，聚乳酸已被制作成骨釘、骨板、血管支架、手術縫合線、手術導引板、藥物釋放材料、人造皮膚敷料等醫(yī)材來應用于醫(yī)療用途；此類骨釘可以直接植入人體中，作為治療病骨之用，并可于人體內自然降解，可免除需進行二次手術取出骨釘?shù)穆闊?/p>

四氧化三鐵的微米以上粒子屬于亞鐵磁性材料，但是當四氧化三鐵微粒小于50納米時，會變成具超順磁特性的材料。此獨特的性質讓納米級的四氧化三鐵粒子在生物醫(yī)學以及生物工程領域有很好的應用，包含細胞的磁珠分離技術、癌癥熱療法、藥物輸送系統(tǒng)、磁振造影顯影劑等。納米級的四氧化三鐵粒子也有骨誘導增生的效果。

以聚乳酸制作骨釘，已為現(xiàn)有的技術，其做法為將聚乳酸加熱至180至198度，并擠入骨釘模具中加以成形。但純聚乳酸骨釘因為質量密度與電子密度太低，無法在x-光下顯影，因此無法進行手術定位和術后的降解評估。為了改善這個缺點，有以碘、硫酸鋇(bariumsulfate)、溴化鉍(bismuthbromide)等加入聚合物中來改善高分子聚合物的低x光顯影性。然而這些添加物生物相容性不佳，其在高分子聚合物降解后釋出，可能有危害人體健康的副作用。

結合高分子聚乳酸與納米四氧化三鐵粒子的實例可參見中國發(fā)明公告號cn103360607a，cn103360607b所公開的「一種磁回應性星型嵌段共聚物納米膠束的制備方法」包括：用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh-560)修飾過的磁性納米粒子四氧化三鐵(fe3o4-oh)為成核起始物，利用磁性納米粒子表面羥基引發(fā)丙交酯(la)進行活性開環(huán)聚合，得到具有磁性的星型聚合物作為核，該星型聚合物與經(jīng)羧基化的聚乙二醇單甲醚(cmpeg)進行酯化反應，合成一種星型嵌段磁回應性納米膠束。其主要目的為制備一具磁性的高分子聚合物材料。也有如中國發(fā)明公告號cn103745793a所公開的「一種超順磁性脂-pla靶向納米顆粒及制備方法」包括：pla-磷脂-peg納米顆粒由聚乳酸包裹fe3o4處于中心作為pla內核，并以磷脂以單層環(huán)繞于該pla內核表面，且以二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-羧酸穿插于上述單層磷脂中作為靶向外殼形成，其目的為發(fā)展一磁鐵吸附材料，用以分離腫瘤細胞。但此類制作方式并無法應用于制備具有x-光下顯影性的生物可吸收性聚乳酸骨釘。

是以，本發(fā)明人針對上述問題予以改良，希望可提供一可應用于可于x-光下顯影性及具生物可吸收性的骨釘，此為本發(fā)明的發(fā)明人與從事此相關產(chǎn)業(yè)所欲研究改善的方向所在。

技術實現(xiàn)要素：

故，本發(fā)明的發(fā)明人有鑒于上述問題，乃搜集許多資料，經(jīng)由多方評估及考量，并參考此行的相關經(jīng)驗，經(jīng)由不斷試作及修改，始設計出此種可于x-光下顯影的生物可吸收性骨釘。

一種可于x-光下顯影的生物可吸收性骨釘，包含：一螺旋部，具圓柱狀外型；以及一帽型，該帽型設置于該螺旋部一端，且自該螺旋部向外延伸；其改良在于：該帽型及該螺旋部為一體成型制作，且該帽型及該螺旋部以一聚乳酸(polylacticacid，pla)及一納米級四氧化三鐵所制作。

在一較佳實施例中，其中該帽型中該納米級四氧化三鐵的含量為百分之5至百分之40。

在一較佳實施例中，其中該螺旋部中該納米級四氧化三鐵的含量為百分之5至百分之40。

在一較佳實施例中，其中該帽型及該螺旋部經(jīng)由一射出成型方法或一3d列印方法所制成。

在一較佳實施例中，其中該骨釘?shù)妮S向延伸方向長度為11至20毫米，該骨釘?shù)闹睆綖?.5至3.6毫米。

在一較佳實施例中，其中該骨釘更包含一生物可吸收材料，該生物可吸收材料為氫氧基磷灰石(hydroxyapatite，hap)、β-磷酸三鈣(β-tricalciumphosphate，β-tcp)、或聚磷酸鈣(calciumpolyphosphate，cpp)。

在一較佳實施例中，其中該骨釘經(jīng)x-光照射后可顯影成像。

在一較佳實施例中，其中該骨釘與一動物細胞相容，該動物細胞可降解該骨釘。

附圖說明

圖1本發(fā)明的可于x-光下顯影性及具生物可吸收性的骨釘立體圖；

圖2本發(fā)明的可于x-光下顯影性及具生物可吸收性的骨釘正面圖。

符號說明

1可于x-光下顯影的生物可吸收性骨釘

11帽型

12螺旋部。

具體實施方式

請參閱圖1及圖2，一種可于x-光下顯影的生物可吸收性骨釘1，包含：一螺旋部12，以及一帽型11。該螺旋部12具圓柱狀外型，而該帽型11設置于該螺旋部12一端，且自該螺旋部12向外延伸。其中該帽型11及該螺旋部12為一體成型制作，且該帽型11及該螺旋部12以一聚乳酸(polylacticacid，pla)及一納米級四氧化三鐵所制作。為讓本發(fā)明上述及/或其他目的、功效、特征更明顯易懂，下文特舉較佳實施方式，作詳細說明：

制備例一

采用公知的塑膠加工法，以射出成型方法制作該骨釘。以純聚乳酸原料粒與納米級四氧化三鐵粒子進行混煉并造粒，以獲得含有20wt％四氧化三鐵納米粒子的聚乳酸原料粒。施加高壓于熔融的塑膠原料使其快速充填進入金屬模具中，并持續(xù)保壓與等待冷卻。冷卻后將料件脫模，藉由此方法即可制造特定形式的骨釘。射出成型亦為常見的塑膠加工法。其工作方式為各式形態(tài)的塑膠制品。該骨釘模型可以射出成形制作出該骨釘?shù)妮S向延伸方向長度為11至20毫米，該骨釘?shù)闹睆綖?.5至3.6毫米的骨釘。而本實施例以射出成形制作出軸向延伸方向長度為長16mm，而直徑為3.1mm的骨釘，但不限于此。此外，為適應不同治療部位與骨病的不同類型，聚乳酸可選擇地添加有其他可吸收生物材料，如氫氧基磷灰石(hydroxyapatite，hap)、β-磷酸三鈣(β-tricalciumphosphate，β-tcp)、聚磷酸鈣(calciumpolyphosphate，cpp)。此外，聚乳酸可用以下材料替代：聚羥基乙酸(pga)、聚己內酯(pcl)、聚乙二醇(polyethyleneglycol，peg)、聚己內酯(polycaprolactone，pcl)、乳酸-乙二醇共聚物、聚二氧六環(huán)酮(polydioxanone，pdo)、或甲殼素(chitin)。而且，納米級四氧化三鐵粒子可以為其他納米級的鐵、鈷、鎳的氧化物，比如fe3o4、fe2o3、fe2coo4、cro2等。

制備例二

除了射出成型方法，也可利用一3d列印技術將上述的該材料形成該骨釘。純聚乳酸原料粒與納米級四氧化三鐵粒子進行混煉并造粒，以獲得含有20wt％四氧化三鐵納米粒子的聚乳酸原料粒。施加高壓于熔融的塑膠原料使其快速充填進入金屬模具中，并持續(xù)保壓與等待冷卻。冷卻后將料件脫模，藉由此方法即可制造特定形式的3d列印材料。本實施例以射出成形制作出規(guī)格為長20cm、直徑1.65mm的短棒狀線材，此棒材可供積層制造機列印使用。本實施例以3d列印技術制作出軸向延伸方向長度為長16mm、直徑3.1mm的骨釘。此外，為適應不同治療部位與骨病的不同類型，聚乳酸可選擇地添加有其他可吸收生物材料，如氫氧基磷灰石(hydroxyapatite，hap)、β-磷酸三鈣(β-tricalciumphosphate，β-tcp)、聚磷酸鈣(calciumpolyphosphate，cpp)。此外，聚乳酸可用以下材料替代：聚羥基乙酸(pga)、聚己內酯(pcl)、聚乙二醇(polyethyleneglycol，peg)、聚己內酯(polycaprolactone，pcl)、乳酸-乙二醇共聚物、聚二氧六環(huán)酮(polydioxanone，pdo)、或甲殼素(chitin)。而且，納米級四氧化三鐵粒子可以為其他納米級的鐵、鈷、鎳的氧化物，比如fe3o4、fe2o3、fe2coo4、cro2等。

制備例三

為測試在該帽型及該螺旋部中，該納米級四氧化三鐵的含量在百分之5至百分之40為可被制造且可于x-光下顯影的，因此將納米級四氧化三鐵粉與聚乳酸基材依重量比例分成0％、20％、30％、40％等分別混練制造不同成分比例的fe3o4/pla樣品，根據(jù)astmd638-v以射出成型技術制作拉力試驗所需i型試片。此拉伸試片規(guī)格如下：寬為2.6mm、厚為4.2mm、平行長度為20mm。測試時將射出成型后的fe3o4/pla拉伸試片，放置在拉伸試驗機的夾具上，施力速率設定為2mm/min，測量試片降伏強度并紀錄之，結果如表一所示。

表一

實施例一

生物相容性檢測

首先將該骨釘浸于滅菌水中，以超音波振蕩機振蕩10分鐘接著浸泡于75％酒精作為清潔步驟。以γ-射線(γ-ray)滅菌，完成動物實驗的術前準備。紐西蘭大白兔給予頸部皮下注射麻醉后，將紐西蘭大白兔后小腿前方植入?yún)^(qū)的體毛剃除，并于手術欲下刀處以局部麻醉劑lidocaine，持15號刀片沿股骨長軸的前側，以上下關節(jié)中心點為標記劃開，皮下層、肌肉層等，最后掀開骨膜直至股骨裸露，并于股骨干近心前緣距關節(jié)窩為預備植入部位。以鉆孔機(drill)對欲植入部的骨組織鉆孔，以大量生理食鹽水灌流抽取，鉆孔完成后便將骨釘植入，再以5-0可吸收手術縫線縫合骨膜及肌肉層，最后用手術縫線縫合表皮。

實驗動物于復原四周時犧牲，將股骨連同其內的該骨釘一并取下，浸泡于10％福馬林內固定，樣本先經(jīng)過一系列脫水程序，并以石蠟包埋制成石蠟切片。再以蘇木紫－伊紅染色法(hematoxylin-eosinstain)染色，最后以組織封片膠封片。完成后以切片掃描機進行掃描，得到影像檔案后進行組織切片觀察。

具結果顯示，本發(fā)明的骨釘在體內降解之后，其黑色部分為釋出物，并不會在體內引起發(fā)炎反應，此釋出物可被組織包覆，骨細胞可在其上生長?？烧f明本發(fā)明的骨釘具有生物相容性。

實施例二

x-光顯影性的檢測

首先將該骨釘浸于滅菌水中，以超音波振蕩機振蕩10分鐘接著浸泡于75％酒精作為清潔步驟。以γ-射線(γ-ray)滅菌，完成動物實驗骨釘?shù)男g前準備。紐西蘭大白兔給予頸部皮下注射麻醉后，將后小腿前方植入?yún)^(qū)的體毛剃除，在手術欲下刀處以局部麻醉劑lidocaine，持15號刀片沿股骨長軸的前側，以上下關節(jié)中心點為標記劃開，皮下層、肌肉層等，最后掀開骨膜直至股骨裸露，并于股骨干近心前緣距關節(jié)窩為預備植入部位。以鉆孔機(drill)將欲植入部的骨組織鉆孔，以大量生理食鹽水灌流抽取，鉆孔完成后便將骨釘植入，再以5-0可吸收手術縫線縫合骨膜及肌肉層，最后用手術縫線縫合表皮。

實驗動物于復原四周時犧牲，將股骨連同其內的該骨釘一并取下，浸泡于10％福馬林內固定，以微電腦斷層造影掃描(micro-ct)后，進行觀察。以內建的指令工具圈選欲觀察統(tǒng)計的骨釘部位及其周遭骨組織范圍。計算新生骨體積。

結果顯示，純聚乳酸制作的骨釘無法在x-光檢查下顯示其在骨頭中的位置。但本發(fā)明的骨釘在x-光照射下可明顯的在骨中予以分辨?？烧f明本發(fā)明的骨釘具有x-光的顯影性下。而微電腦斷層定量分析顯示，植入制備例中的生物可吸收性聚乳酸/納米四氧化三鐵骨釘，其周圍骨頭有較多的新生骨生成。

根據(jù)上述檢測結果，本發(fā)明的生物可吸收性聚乳酸/納米四氧化三鐵骨釘具有x-光的顯影的用途，可應用于骨科，神經(jīng)外科，整形外科手術中改善骨釘植入定位的目的。并可達到加速骨愈合的效果，但不限于此。

透過上述的詳細說明，即可充分顯示本發(fā)明的目的及功效上均具有實施的進步性，極具產(chǎn)業(yè)的利用性價值，且為目前市面上前所未見的新發(fā)明，完全符合發(fā)明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能用以限定本發(fā)明所實施的范圍。即凡依本發(fā)明專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內，謹請貴審查委員明鑒，并祈惠準，是所至禱。