微孔结构可调的多功能性义眼座及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微孔结构可调的多功能性义眼座及制备方法。是由未掺杂或者经异质离子掺杂的锌黄长石生物陶瓷为主要成分的多孔材料；微孔尺度从外向内形成梯度孔分布，微孔间相互贯通，为曲面孔单元格结构，具有多个半径范围且微孔孔径逐渐增大形成梯度结构；将正硅酸四乙酯、去离子水、硝酸混合，搅拌水解后将硝酸钙和锌加入搅拌为凝胶状态，陈化、干燥、煅烧、球磨得超细锌黄长石粉体；加入液态光敏打印树脂成浆料，搅拌混匀三维打印，去除残余浆料，干燥烧结得到产物。本发明专利技术义眼座在体内长期保持生物学稳定，可抗菌、调控炎症反应促进血管生成；结构精准可调节，极有利于促进血管组织快速长入孔道网络；制备工艺简便，显著降低术后并发症。低术后并发症。低术后并发症。

【技术实现步骤摘要】
微孔结构可调的多功能性义眼座及制备方法


[0001]本专利技术涉及生物材料及医用植入物
的一种义眼座及其制备方法，具体的说，涉及一种兼具抗菌、促血管化、微孔结构可调且长期稳定的义眼座及其制备方法。

技术介绍

[0002]眼球摘除术常用于治疗由严重眼外伤、眼内炎、眼内肿瘤、绝对期青光眼等造成的不可逆的眼球损毁。眼球摘除后常需要联合义眼座植入手术来弥补眼眶容积的缺失，同时修复容貌。多孔义眼座为血管及软组织的生长提供支撑和引导，充分血管化后，眶内稳定性更高，脱出风险降低，术后感染概率也大大降低。因此，多孔义眼座已逐步替代非多孔义眼座。目前，临床使用最为广泛的多孔型义眼座包括：多孔羟基磷灰石(HA)义眼座和多孔聚乙烯(Medpor)义眼座。前者采用海洋珊瑚相转化并经加工而成，虽然具有良好的生物相容性，但脆性较高，并且因粗糙表面与周围软组织的摩擦损害，会导致晚期义眼座暴露的风险。同时，该义眼座的微孔结构由珊瑚固有孔形态形成，无法调节改变，且珊瑚资源过度开发对海洋生态会造成潜在危害，并导致相关产品价格昂贵。多孔聚乙烯义眼座由合成的高密度聚乙烯粉末组成，与羟基磷灰石相比具有一定优势，如表面光滑、价格便宜、更易植入眼眶内等，但其生物相容性较差，血管化不足，也导致暴露风险增加。此外，上述两种材料均不具备抗菌及杀菌的性能，预防感染的方法仅通过将义眼座在植入前浸泡在抗生素液体中。

技术实现思路

[0003]为克服
技术介绍
中现有义眼座材料微结构和化学组成不利于快速血管化的问题及为加强对各种并发症、副反应的防控，本专利技术的目的在于提供一种微孔结构可调的，且兼具感染防控、炎症调控并高效促血管化的多功能性义眼座及其制备方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一、一种微孔结构可调的多功能性义眼座：
[0006]所述的义眼座是由锌黄长石生物陶瓷或者经异质离子掺杂的锌黄长石生物陶瓷为主要成分的多孔材料。
[0007]所述义眼座以锌黄长石生物陶瓷材料或经异质离子掺杂的锌黄长石生物陶瓷材料为主要成分制备而成。
[0008]所述的义眼座为微孔结构，是通过陶瓷浆料数字光处理3D打印和烧结处理制备而成。
[0009]具体是针对通过计算机辅助设计的三维结构模型，用以陶瓷粉体
‑
树脂浆料光固化三维打印技术制备而成。
[0010]所述的义眼座的外表层微孔尺度为600～800μm，内部微孔尺度为200～600μm，微孔尺度从外向内形成梯度孔分布，并且微孔之间相互贯通，总孔隙率为50％～85％。
[0011]所述义眼座内部的微孔结构是在三维空间内三个独立方向上均呈曲面，其面上的任一点平均曲率均为0的微孔结构，形成曲面孔单元格结构，并在距义眼座的中心1/4半径、
1/4～1/2半径、1/2～3/4半径、以及大于3/4半径的每个半径范围内分别各自布置孔径相同的微孔，四个半径范围内微孔的孔径尺度逐渐增大形成梯度结构。
[0012]所述义眼座的形态可以为球形或椭球形。
[0013]所述义眼座为多孔性结构，孔道形态没有严格显示，微孔尺度从表层向内部逐渐减小，形成梯度孔分布特征，并且孔隙率也没有严格限制，优选的孔隙率为55％～80％。
[0014]所述义眼座具有良好的结构稳定性，材料几乎不降解，可以作为长期充填物为眼眶软组织提供支撑，并为眼片活动提供传动力。
[0015]二、微孔结构可调的多功能性义眼座的制备方法，制备方法包括以下步骤：
[0016]1)将正硅酸四乙酯、去离子水、硝酸按照摩尔比为1:8:0.16混合，在持续搅拌水解30分钟后，将硝酸钙、硝酸锌依次加入混合溶液中，并让硝酸钙、硝酸锌、正硅酸乙酯三者的摩尔比为2:1:2，继续搅拌3～5小时至溶液转化为凝胶状态，在60℃下陈化18～24小时后，然后在120℃下干燥36～60小时，再在1250℃下煅烧2～4小时得到锌黄长石粉体，将锌黄长石粉体在乙醇介质中球磨4～6小时，获得颗粒度在10μm以下的超细锌黄长石粉体；
[0017]2)称取上述步骤1)所得的超细锌黄长石粉体加入液态光敏打印树脂中，树脂与超细锌黄长石粉体的质量比为1:(1.5～2.5)，通过机械搅拌充分混匀形成打印浆料，再采用数字光处理三维打印工艺按预先设计的三维结构模型进行打印，所述的义眼座的内部微孔结构为曲面孔单元格结构，待打印模型完成，将打印物超声清洗并去除残余的未经光固化的浆料，在60℃下干燥1～4小时，然后在1200～1300℃烧结2～4小时，从而得到微孔结构可调的多功能性义眼座。
[0018]所述义眼座内部的微孔结构是在三维空间内三个独立方向上均呈曲面，其面上的任一点平均曲率均为0的微孔结构，形成曲面孔单元格结构，并在距义眼座的中心1/4半径、1/4～1/2半径、1/2～3/4半径、以及大于3/4半径的每个半径范围内分别各自布置孔径相同的微孔，四个半径范围内微孔的孔径尺度逐渐增大形成梯度结构。
[0019]所述步骤1)中，合成锌黄长石时，在添加硝酸钙、硝酸锌的同时也添加硝酸镁或者硝酸铜，并控制镁或者铜的摩尔数是硝酸钙中的钙摩尔数的0.1％～10％，从而得到镁或者铜掺杂的锌黄长石粉体，用于制备掺杂含镁或者铜的锌黄长石义眼座这样能够进一步促进血管化，促进调控炎症反应，改善多孔结构的稳定性和多功能性，有效避免术后感染、暴露、结构坍塌等问题。
[0020]所述步骤2)中，义眼座模型内部微孔的形态和尺度没有严格限制，可以是球形孔、四方孔、六方孔或者蜂窝孔或者上述不同形态的组合。
[0021]所述的义眼座的外形没有严格限制，可以是球形或椭球形，或者是卵圆形，义眼座的外形尺度为14～26mm。
[0022]所述的义眼座在高效传导血管化内生长时，通过表面接触抑菌实现长效抗感染功能，并且有效调节创伤内的炎症反应，降低炎症反应时间，在眼球病变或者意外受损摘除术后进行植入充填，恢复眼表美学功能。
[0023]本专利技术公开的多孔生物陶瓷义眼座，结合了先进的多孔结构设计和制造多功能性的义眼座，并实现原材料化学组成广泛可调，内部微孔结构精准可控，进而实现持续的感染防控、炎症调控以及高效促进血管化等功能协同能力。
[0024]本专利技术的义眼座采用计算机辅助设计及数字光处理3D打印锌黄长石生物陶瓷制
备而成，锌黄长石义眼座在体内长期保持生物学稳定，孔道表面缓慢释放出的无机离子组合物产生抗菌效应并调控炎症反应，同时还促进血管生成；该义眼座内部微孔结构精准可调节并且由外到内孔道尺度可呈梯度变化，极有利于促进血管组织快速长入孔道网络。
[0025]本专利技术锌黄长石具有极为优良的生物相容性和生物稳定性，尤其是锌离子的缓慢溶出使得锌黄长石表面具有抗菌性能，能够给义眼座带来更多优异性能。此外，通过低剂量异质离子掺杂，如镁离子、铜离子掺杂等，赋予了锌黄长石更进一步的生物学功能。本专利技术将数字光处理三维打印与功能性生物陶瓷材料相结合，制备出具有理想微结构且生物学性能稳定的多功能义眼座。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微孔结构可调的多功能性义眼座，其特征在于：所述的义眼座是由锌黄长石生物陶瓷或者经异质离子掺杂的锌黄长石生物陶瓷为主要成分的多孔材料。2.根据权利要求1所述的微孔结构可调的多功能性义眼座，其特征在于：所述的义眼座为微孔结构，是通过陶瓷浆料数字光处理3D打印和烧结处理制备而成。3.根据权利要求1所述的微孔结构可调的多功能性义眼座，其特征在于：所述的义眼座的外表层微孔尺度为600～800μm，内部微孔尺度为200～600μm，微孔尺度从外向内形成梯度孔分布，并且微孔之间相互贯通，总孔隙率为50％～85％。4.根据权利要求1或3所述的微孔结构可调的多功能性义眼座，其特征在于：所述义眼座内部的微孔结构是在三维空间内三个独立方向上均呈曲面，其面上的任一点平均曲率均为0的微孔结构，并在距义眼座的中心1/4半径、1/4～1/2半径、1/2～3/4半径、以及大于3/4半径的每个半径范围内分别各自布置孔径相同的微孔，四个半径范围内微孔的孔径尺度逐渐增大形成梯度结构。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的微孔结构可调的多功能性义眼座的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：1)将正硅酸四乙酯、去离子水、硝酸按照摩尔比为1:8:0.16混合，在持续搅拌水解后，将硝酸钙、硝酸锌依次加入混合溶液中，并让硝酸钙、硝酸锌、正硅酸乙酯三者的摩尔比为2:1:2，继续搅拌3～5小时至溶液转化为凝胶状态，在60℃下陈化18～24小时后，然后在120℃下干燥36～60小时，再在1250℃下煅烧2～4小时得到锌黄长石粉体，将锌黄长石粉体在乙醇介质中球磨4～6小时，获得颗粒度在10μm以下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶娟，苟中入，王静怡，戴喜哲，杨贤燕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：