專利名稱：一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于骨移植材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗感染骨移植材料的制備，尤其是一種以明膠為抗生素緩釋劑的抗感染骨移植材料的制備方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
污染性、感染性骨關(guān)節(jié)損傷治療一直是骨科領(lǐng)域未能很好解決的難題。傳統(tǒng)的治療方法均先采用清創(chuàng)等外科方法去除大部分致病菌，并應(yīng)用抗生素消滅殘存致病菌待傷口關(guān)閉，感染控制后3-6個月再II期植骨修復(fù)。而I期植骨，原則上是被禁忌的，這是因為，感染性/污染性骨缺損在清創(chuàng)后，仍有部分致病菌殘留，而這些致病菌當(dāng)局部有外來植入物時，則易于大量繁殖并顯著增加毒力，常超出抗生素傳統(tǒng)應(yīng)用方法的抗菌能力而引發(fā)感染，導(dǎo)致植骨失敗。傳統(tǒng)的抗生素應(yīng)用方法主要為全身用藥及簡單局部用藥，前者，往往由于局部損傷及血循環(huán)破壞，全身血中抗生素難以在損傷局部達到有效抗菌濃度；而后者，雖能在局部有較高的藥物起始濃度，但常易被稀釋并很快吸收，不能長期維持有效的抗菌濃度，這兩種方法均難以在上述骨缺損I期植骨手術(shù)中起到有效的抗感染作用。近年來，由于抗生素緩釋技術(shù)和骨移植材料的研究均有較快發(fā)展，以明膠為抗生素緩釋劑復(fù)合新型骨移植材料的抗感染活性骨研制成功，初步的臨床應(yīng)用展示了良好的抗感染和骨修復(fù)效果，該產(chǎn)品以明膠作為抗生素緩釋劑，將明膠、抗生素加熱溶解后再與具有強效骨修復(fù)能力的重組合異種骨復(fù)合制備而成，實施過程中，將重組合異種骨骨粒逐粒加入96板中，隨后再將明膠抗生素混合液加入，其實質(zhì)是以96孔板作為模具實現(xiàn)明膠溶液包裹骨?！，F(xiàn)有技術(shù)本質(zhì)上是一種實驗室水平的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，手工化程度較高，人為因素對產(chǎn)品的性能影響較大，難以生產(chǎn)規(guī)格化、均質(zhì)化產(chǎn)品，用這種方法包裹的骨粒大小不一，有的明膠量過大，而有的顆粒明膠含量又較少；不能實現(xiàn)產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，用這種方法生產(chǎn)，骨粒需要手工加入模具，明膠溶液加入也是人為手工操作，耗時，低效，模具使用前和使用后消毒滅菌困難，將凝固的產(chǎn)品從模具中取出亦是十分困難；用這種方法包裹時，當(dāng)將55°C的明膠抗生素溶液滴加到模具時，活性骨骨粒位于模具的底部，明膠不能完全包裹骨粒，底部骨粒外露，在溫度降低，逐漸干燥后，往往有部分骨粒因明膠的干燥收縮而使明膠和骨粒分離；另外，因為明膠的特殊性狀及其所要包裹的活性骨對溫度的特殊要求，針對該產(chǎn)品冷凍干燥技術(shù)和烘烤的辦法均很難發(fā)揮作用，其干燥基本靠自然干燥，環(huán)境濕度對其干燥影響較大；況且借助現(xiàn)有的模具所生產(chǎn)的產(chǎn)品僅在骨粒外表面包裹了一層明膠抗生素，骨粒的天然孔洞結(jié)構(gòu)中明膠抗生素難以進入；同時，臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，骨粒的骨修復(fù)作用必須等到其外層所包裹的明膠層全部溶解后才能發(fā)揮作用，亦即，目前這種生產(chǎn)工藝延緩了骨修復(fù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備及制備方法，該設(shè)備及制備方法充分考慮產(chǎn)品的特殊性能，設(shè)計的加工設(shè)備集加熱溶膠、降溫加入抗生素、活性骨預(yù)熱、膠液降溫，明膠抗生素與活性骨抽真空吸附，高速攪拌分散、干燥過濾冷風(fēng)干燥、尤其是批量生產(chǎn)等諸多功能于一身，從而能夠大量生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)的規(guī)模化，標準化。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的該種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，包括機架以及操作面板，所述操作面板通過一支撐桿安裝在機架側(cè)面，機架的上部垂直安裝有骨粒預(yù)熱罐、溶膠罐、真空冷風(fēng)干燥倉以及設(shè)置有分散裝置的冷水池，且骨粒預(yù)熱罐、溶膠罐和冷水池的罐體以及池身插入到機架的內(nèi)部，頂部入口與機架的頂部設(shè)置在同一水平面上；所述溶膠罐下方連接有抽真空包裹罐，抽真空包裹罐的下方設(shè)置有真空泵；所述真空冷風(fēng)干燥倉水平鑲嵌在機架上；真空冷風(fēng)干燥倉和冷水池的外側(cè)設(shè)置有冷卻管，且均設(shè)置有制冷壓縮機。上述操作面板上設(shè)置有儀表盤。 上述冰水池中的分散裝置為攪拌機。上述骨粒預(yù)熱罐和溶膠罐采用腔壁水加熱方法對骨粒和溶膠進行預(yù)處理以及加熱，且溶膠罐的底部設(shè)置有溶膠加熱器。上述冷卻管沿著冷水池和真空冷風(fēng)干燥倉的外側(cè)纏繞，并通過溫度傳感器監(jiān)測冷水池中，控制制冷壓縮機的工作。本發(fā)明還公開了一種利用該生產(chǎn)設(shè)備制備抗感染骨移植材料的方法，包括以下步驟I)將水、明膠和甘油按一定比例(請給出具體的比例或者合理的比例范圍)加入溶膠罐，加熱溶膠至80°C ；2)將活性骨放入骨粒預(yù)熱罐預(yù)熱；3)接通冰水池開關(guān)，使其降溫；4)當(dāng)明膠充分溶解后降溫至70°C，按比例加入抗生素，攪拌，待抗生素和明膠溶液充分混合后再次降溫至55°C ；5)從預(yù)熱罐中取出活性骨，全部放入溶膠罐內(nèi)，攪拌；6)蓋上溶膠罐密封蓋，接通真空泵，抽真空30分鐘；7)泄去溶膠罐中的真空；8)將吸附包裹的骨粒取出迅速移入冰水池內(nèi)，接通攪拌機攪拌使骨粒分散；9)分散后的骨粒迅速移入旋轉(zhuǎn)真空冷風(fēng)干燥倉內(nèi)干燥約72小時。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果本發(fā)明的設(shè)備和工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品無論外觀還是內(nèi)部，明膠抗生素與活性骨接合緊密、均勻，天然孔洞中充滿了明膠抗生素。實現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的標準化，一次可大量生產(chǎn)，實現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)?；唤?jīng)過體外抑菌實驗和動物實驗證明該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品與原產(chǎn)品在抗感染性能方面相比無顯著性差別；動物實驗和臨床應(yīng)用證明該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品與原產(chǎn)品相t匕，新方法所生產(chǎn)的產(chǎn)品的骨修復(fù)能力優(yōu)于原方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。


圖I為本發(fā)明的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。其中I為操作面板；2為機架；3為溶膠加熱器；4為真空泵；5為制冷壓縮機；6為真空冷風(fēng)干燥倉；7為冷卻管；8為冷水池；9為溶膠罐；10為骨粒預(yù)熱罐；11為儀表盤；12
為抽真空包裹罐。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述參見圖1，該種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，包括機架2以及操作面板，所述操作面板通過一支撐桿安裝在機架2側(cè)面，機架2的上部垂直安裝有骨粒預(yù)熱罐10、溶膠罐9、真空冷風(fēng)干燥倉6以及設(shè)置有分散裝置的冷水池8，且骨粒預(yù)熱罐10、溶膠罐9和冷水池8的罐體以及池身插入到機架2的內(nèi)部，頂部入口與機架2的頂部設(shè)置在同一水平面上；所述溶膠罐9下方連接有抽真空包裹罐12，抽真空包裹罐12的下方設(shè)置有真空泵4 ;所述真空冷風(fēng)干燥倉6水平鑲嵌在機架2上；真空冷風(fēng)干燥倉6和冷水池8的外側(cè)設(shè)置有冷卻管7，且均設(shè)置有制冷壓縮機5。操作面板上設(shè)置有儀表盤11。冰水池8中的分散裝置為攪拌機。骨粒預(yù)熱罐10和溶膠罐9采用腔壁水加熱方法對骨粒和溶膠進行預(yù)處理以及加熱，且·溶膠罐9的底部設(shè)置有溶膠加熱器3。冷卻管7沿著冷水池8和真空冷風(fēng)干燥倉6的外側(cè)纏繞，并通過溫度傳感器監(jiān)測冷水池8中，控制制冷壓縮機5的工作。采用上述設(shè)備的抗感染骨移植材料的制備方法具體包括以下步驟I)將水、明膠和甘油按一定比例(請給出具體的比例或者合理的比例范圍)加入溶膠罐，加熱溶膠至80°C ；2 )將活性骨放入骨粒預(yù)熱罐預(yù)熱；3)接通冰水池開關(guān)，使其降溫；4)當(dāng)明膠充分溶解后降溫至70°C，按比例加入抗生素，攪拌，待抗生素和明膠溶液充分混合后再次降溫至55°C ；5)從預(yù)熱罐中取出活性骨，全部放入溶膠罐內(nèi)，攪拌；6)蓋上溶膠罐密封蓋，接通真空泵，抽真空30分鐘；7)泄去溶膠罐中的真空；8)將吸附包裹的骨粒取出迅速移入冰水池內(nèi)，接通攪拌機攪拌使骨粒分散；9)分散后的骨粒迅速移入旋轉(zhuǎn)真空冷風(fēng)干燥倉內(nèi)干燥約72小時。參見圖I，本發(fā)明的制備方法具體是這樣實現(xiàn)的首先，將水、明膠和甘油按一定比例加入溶膠罐，設(shè)定溫度(80°C)加熱溶膠；然后將活性骨放入骨粒預(yù)熱罐預(yù)熱；當(dāng)溶膠與骨粒加熱結(jié)束后，接通冰水池開關(guān)，抽走熱水而注入冷水，使其降溫；當(dāng)明膠充分溶解后降溫至70°C，按比例加入抗生素，攪拌，待抗生素和明膠溶液充分混合后再次降溫至55°C ;再從預(yù)熱罐中取出活性骨，全部放入溶膠罐內(nèi)并攪拌；而后蓋上溶膠罐密封蓋，并用抽真空包裹罐將其包裹，接通真空泵，抽真空30分鐘；之后將溶膠罐中的真空泄去，將吸附包裹的骨粒取出迅速移入冰水池內(nèi)，并接通冰水池中的攪拌機攪拌使骨粒分散；最后，將分散后的骨粒迅速移入旋轉(zhuǎn)真空冷風(fēng)干燥倉內(nèi)用除濕過濾的冷風(fēng)干燥約72小時。
權(quán)利要求
1.一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，包括機架(2)以及操作面板，所述操作面板通過一支撐桿安裝在機架(2 )側(cè)面，機架(2 )的上部垂直安裝有骨粒預(yù)熱罐(10 )、溶膠罐(9)、真空冷風(fēng)干燥倉(6)以及設(shè)置有分散裝置的冷水池(8)，且骨粒預(yù)熱罐(10)、溶膠罐(9)和冷水池(8)的頂部入口與機架(2)的頂部設(shè)置在同一水平面上；所述溶膠罐(9)下方連接有抽真空包裹罐(12)，抽真空包裹罐(12)的下方設(shè)置有真空泵(4);所述真空冷風(fēng)干燥倉(6)水平鑲嵌在機架(2)上；真空冷風(fēng)干燥倉(6)和冷水池(8)的外側(cè)設(shè)置有冷卻管(7 )，且均設(shè)置有制冷壓縮機(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述操作面板上設(shè)置有儀表盤(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述冰水池(8)中的分散裝置為攪拌機。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述骨粒預(yù)熱罐(10)和溶膠罐(9)采用腔壁水加熱方法對骨粒和溶膠進行預(yù)處理以及加熱，且溶膠罐(9)的底部設(shè)置有溶膠加熱器(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述冷卻管(7)沿著冷水池(8)和真空冷風(fēng)干燥倉(6)的外側(cè)纏繞，并通過溫度傳感器監(jiān)測冷水池(8)中，控制制冷壓縮機(5)的工作。
6.一種利用權(quán)利要求I的抗感染骨移植材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將水、明膠和甘油混合加入溶膠罐，加熱溶膠至80°C； 2)將活性骨放入骨粒預(yù)熱罐預(yù)熱； 3)接通冰水池開關(guān)，使其降溫； 4)當(dāng)明膠充分溶解后降溫至70°C，按比例加入抗生素，攪拌，待抗生素和明膠溶液充分混合后再次降溫至55°C ； 5)從預(yù)熱罐中取出活性骨,全部放入溶膠罐內(nèi)，攪拌； 6)蓋上溶膠罐密封蓋，接通真空泵，抽真空30分鐘； 7)泄去溶膠罐中的真空； 8)將吸附包裹的骨粒取出迅速移入冰水池內(nèi)，接通攪拌機攪拌使骨粒分散； 9)分散后的骨粒迅速移入旋轉(zhuǎn)真空冷風(fēng)干燥倉內(nèi)干燥72小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗感染骨移植材料的生產(chǎn)設(shè)備及制備方法，該設(shè)備包括骨粒預(yù)熱罐、溶膠及抽真空包裹罐、含分散裝置的冰水池、旋轉(zhuǎn)真空干燥倉及控制面板及真空泵、制冷壓縮機區(qū)。本發(fā)明的設(shè)備和工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品無論外觀還是內(nèi)部，明膠抗生素與活性骨接合緊密、均勻，天然孔洞中充滿了明膠抗生素。實現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的標準化，一次可大量生產(chǎn)，實現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)?；?；經(jīng)過體外抑菌實驗和動物實驗證明該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品與原產(chǎn)品在抗感染性能方面相比無顯著性差別；動物實驗和臨床應(yīng)用證明該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品與原產(chǎn)品相比，新方法所生產(chǎn)的產(chǎn)品的骨修復(fù)能力優(yōu)于原方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
文檔編號A61L27/54GK102895705SQ20121042463
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者李丹, 畢龍, 胡蘊玉, 劉民, 袁志, 劉建 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)