骨修复支架及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种骨修复支架，所述骨修复支架的材料包括形状记忆聚氨酯和金属镁，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(1～10)。所述骨修复支架的制备方法包括：将形状记忆聚氨酯溶解于有机溶剂中，再加入金属镁，搅拌混合获得打印前驱液；将所述打印前驱液通过3D打印工艺获得支架胚体；将所述支架胚体进行冷冻干燥，获得所述骨修复支架。本发明专利技术提供的骨修复支架，通过添加金属镁提高了骨修复支架的机械强度且具有良好的促骨再生的性能；本发明专利技术的骨修复支架的制备方法具有工艺流程简单、易于产业化实施的优点，具有广泛的适用性。用性。用性。

【技术实现步骤摘要】
骨修复支架及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医学
，具体涉及一种骨修复支架及其制备方法。

技术介绍

[0002]由骨折、创伤等引起的大范围骨缺损修复一直以来都是公共卫生领域最受关注的问题之一。为解决自体骨移植的局限性，骨组织工程在近年来被不断发展。骨修复支架作为骨折、骨质疏松等造成的骨缺损内固定的重要手段，一直以来都被给予很多关注，当骨产生缺损时，骨骼质量降低直接影响到固定物的稳定性和把持力。传统的支架材料是具有一定稳定性的三维支架，例如长方形、立方体、圆柱体等，以便于植入体内后形成一个较稳定的新生组织生长空间，但临床上很多骨缺损均为非规则性缺损，形状固定的材料难以完整修复缺损的空间。另外，目前临床上有很多手术方案都追求微创治疗，传统的支架材料难以实施。
[0003]近年来，随着医疗技术和材料科技的快速发展，更多的高分子材料被应用于骨修复以及制作骨修复支架，并取得了较好的固定修复效果。与金属内固定物相比，其最具有临床吸引力的是高分子材料具有优秀的生物相容性从而不会引发二次感染等。但是，对于一般的聚合物材料制作的骨缺损内固定物来说，机械性能较弱限制了其被广泛应用。根据Rezwan,Kurosh等人在2006年发表的文章(Biomaterials 27.18(2006):3413
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3431)中报道，在体内可降解的高分子聚合物的骨支架产品中，存在机械性能不足的问题。
[0004]形状记忆聚合物作为一种既具有生物相容性又具有形状记忆功能的智能医用材料，可以按照需求将材料变形压缩到较小的尺寸，在植入人体就可以在特定环境中恢复原始形状，这种特殊功能为实现微创手术以及骨缺损固定支撑提供了更便利更稳定的方向，尤其是近红外光调控的形状记忆材料，可以实现体内植入材料的远程调控。如何提升形状记忆聚合物骨修复支架的机械性能是业内需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术存在的不足，本专利技术提供一种骨修复支架及其制备方法，以解决现有的形状记忆聚合物骨修复支架的机械性能较差的问题。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术的一方面是提供了一种骨修复支架，所述骨修复支架的材料包括形状记忆聚氨酯和金属镁，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(1～10)。
[0007]优选地，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(3～5)。
[0008]优选地，所述金属镁的粒径为40μm～100μm。
[0009]更优选地，所述金属镁的粒径为50μm～80μm。
[0010]优选地，以所述形状记忆聚氨酯的质量为100％计，所述形状记忆聚氨酯由如下的原料组分反应形成：23.0％～25.0％的二苯基甲烷二异氰酸酯、7.0％～8.0％的扩链剂以及67.0％～70.0％的聚己内酯二醇。
[0011]优选地，所述二苯基甲烷二异氰酸酯中所含有的异氰酸酯基团与参加反应的所有所述原料的羟基的比值为(1.0～1.2):1。
[0012]优选地，所述扩链剂选自1,4
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丁二醇、1,6
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己二醇和乙二醇中的任意一种。
[0013]优选地，所述聚己内酯二醇的数均分子量为3000～8000。
[0014]本专利技术的另一方面是提供一种如上所述的骨修复支架的制备方法，其包括：
[0015]将形状记忆聚氨酯溶解于有机溶剂中，再加入金属镁，搅拌混合获得打印前驱液；
[0016]将所述打印前驱液通过3D打印工艺获得支架胚体；
[0017]将所述支架胚体进行冷冻干燥，获得所述骨修复支架。
[0018]优选地，所述3D打印工艺中打印速度为0.1mm/s～1.5mm/s，打印喷头的温度为10℃～20℃；所述冷冻干燥的温度为
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80℃～
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70℃，时间为48h～72h。
[0019]本专利技术实施例提供的骨修复支架，其材料包括形状记忆聚氨酯(SMPU)和金属镁(Mg)，通过添加金属镁，其具有如下的有益效果：(1)、提高了骨修复支架的机械强度；(2)、镁离子可以刺激天然骨膜中的感觉神经末端从而释放更多的神经递质，进一步促进骨膜内干细胞的成骨分化，使得骨修复支架具有良好的促骨再生的性能；(3)、镁具有光热效应，在近红外光的照射下，复合材料中的镁将光能转化成热能，激活SMPU的热响应机制，在体内实现形状回复，为骨修复支架提供实现远程刺激
‑
响应调控的可行性。
[0020]本专利技术实施例提供的骨修复支架的制备方法，通过3D打印工艺在低温条件下快速成型为骨修复支架，其形貌结构可进行多样化控制，可制备形成为孔径可控且均匀的多孔支架，其具有工艺流程简单、易产业化实施的优点，具有广泛的适用性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例中的骨修复支架的光热效应的测试曲线图；
[0022]图2是本专利技术实施例中的骨修复支架的应力应变的测试曲线图；
[0023]图3是本专利技术实施例中的骨修复支架的形状记忆性能的测试曲线图；
[0024]图4是本专利技术实施例中的骨修复支架的细胞活死染色图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。
[0026]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0027]本专利技术实施例首先提供了一种骨修复支架，所述骨修复支架的材料包括形状记忆聚氨酯(SMPU)和金属镁(Mg)，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(1～10)。
[0028]通过在形状记忆聚氨酯中添加金属镁形成为骨修复支架的材料，首先是提高了骨修复支架的机械强度；其次，镁离子可以刺激天然骨膜中的感觉神经末端从而释放更多的神经递质，进一步促进骨膜内干细胞的成骨分化，使得骨修复支架具有良好的促骨再生的性能；再次，镁具有光热效应，在近红外光的照射下，复合材料中的镁将光能转化成热能，激
活SMPU的热响应机制，在体内实现形状回复，为骨修复支架提供实现远程刺激
‑
响应调控的可行性。
[0029]在优选的方案中，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(3～5)。更为优选的是两者的质量比选择为100:4。
[0030]在优选的方案中，所述金属镁的粒径为40μm～100μm。更为优选的方案中，所述金属镁的粒径为50μm～80μm，更粒径范围的金属镁更易分散于形状记忆聚氨酯中，且成型后的骨修复支架具备更高的机械强度。
[0031]在优选的方案中，以所述形状记忆聚氨酯的质量为100％计，所述形状记忆聚氨酯由如下的原料组分反应形成：23本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种骨修复支架，其特征在于，所述骨修复支架的材料包括形状记忆聚氨酯和金属镁，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(1～10)。2.根据权利要求1所述的骨修复支架，其特征在于，所述形状记忆聚氨酯与所述金属镁的质量比为100:(3～5)。3.根据权利要求1所述的骨修复支架，其特征在于，所述金属镁的粒径为40μm～100μm。4.根据权利要求3所述的骨修复支架，其特征在于，所述金属镁的粒径为50μm～80μm。5.根据权利要求1
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4任一所述的骨修复支架，其特征在于，以所述形状记忆聚氨酯的质量为100％计，所述形状记忆聚氨酯由如下的原料组分反应形成：23.0％～25.0％的二苯基甲烷二异氰酸酯、7.0％～8.0％的扩链剂以及67.0％～70.0％的聚己内酯二醇。6.根据权利要求5所述的骨修复支架，其特征在于，所述二苯基甲烷二异氰酸酯中所含有的异氰酸酯基团与参加反应的所有所述原料的羟基的比值为(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖毓霄，张原驰，张卫，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：