一种颅骨修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种颅骨修复材料及其制备方法，该制备方法包括：获取待修复颅骨的三维缺损模型，根据三维缺损模型确定与待修复颅骨匹配的钛网和模具；其中，钛网的厚度小于模具的厚度；将钛网置于放有羟基磷灰石乳液的模具中，然后依次进行冷冻干燥和烧结处理，得到包覆羟基磷灰石的钛网；将包覆羟基磷灰石的钛网置于矿化胶原溶液中，经冷冻干燥后得到颅骨修复材料。本发明专利技术提供的颅骨修复材料兼具生物活性和优异的力学性能，能在促进组织修复和骨生长的同时避免颅骨受到二次伤害。长的同时避免颅骨受到二次伤害。长的同时避免颅骨受到二次伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种颅骨修复材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，特别涉及一种颅骨修复材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]颅骨缺损是临床上一种常见的继发性疾病。主要见于各种外伤和术后，例如电击伤、车祸伤、枪弹伤、颅骨恶性肿瘤切除、先天性畸形、去颅骨瓣减压术后等。原则上最大直径超过3cm以上的颅骨缺损需进行颅骨重建手术，当颅骨缺损超过3cm，就可以产生临床症状。临床修复颅骨缺损的主要方法是颅骨修补成形，主要包括自体骨移植和人工颅骨修复材料两大类。自体骨移植虽然被认为是最理想的骨移植材料，但是在临床应用中受到了极大限制，人工颅骨修复材料逐渐被广泛应用。
[0003]目前临床常用的人工颅骨修复材料包括非金属修复材料和金属修复材料。非金属修复材料主要包括聚醚醚酮(PEEK)和聚甲基丙烯酸甲酯，PEEK虽然具有良好的生物相容性、耐磨性、稳定的化学特性，且可塑性强，弹性、强度与自体颅骨相当，但现有采用3D打印制备的PEEK个性化颅骨的机械性能达不到医用要求，且费用高昂，限制了其应用。聚甲基丙烯酸甲酯具有质轻、价格低、塑性强等优势，但其质地较脆、易脆裂，且术中固化的过程中对周围组织有一定的热力损伤，术后感染和外露的概率较高。金属修复材料主要是钛网，其物理性能稳定，极少引起过敏及排斥反应，组织相容性好。然而，单一的钛网属于生物惰性材料，不具有生物活性，不能与软组织快速融合，不能有效促进骨组织修复再生。此外，单纯使用钛网的热胀冷缩、导热快，促使头皮、硬脑膜及周围颅骨对冷热敏感问题、刺激性问题和引起相关并发症等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种颅骨修复材料及其制备方法，该颅骨修复材料兼具生物活性和优异的力学性能，能在促进组织修复和骨生长的同时避免颅骨受到二次伤害。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种颅骨修复材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0006](1)获取待修复颅骨的三维缺损模型，根据所述三维缺损模型确定与所述待修复颅骨匹配的钛网和模具；其中，所述钛网的厚度小于所述模具的厚度；
[0007](2)将所述钛网置于放有羟基磷灰石乳液的所述模具中，然后依次进行冷冻干燥和烧结处理，得到包覆羟基磷灰石层的钛网；
[0008](3)将所述包覆羟基磷灰石层的钛网置于矿化胶原溶液中，经冷冻干燥后得到包含矿化胶原的所述颅骨修复材料。
[0009]优选地，所述钛网的厚度为0.2～0.6mm。
[0010]优选地，所述钛网的网孔孔径为1～2mm，且相邻网孔的间隔为2～3mm。
[0011]优选地，所述模具的厚度与所述颅骨修复材料的厚度相同。
[0012]优选地，所述颅骨修复材料的厚度为2～20mm。
[0013]更优选地，所述颅骨修复材料为长度为3～20cm、宽度为3～20cm的不规则形状。
[0014]优选地，所述羟基磷灰石乳液中包括羟基磷灰石、高聚物和有机溶剂；
[0015]所述高聚物为胶原、聚己内酯、聚乳酸或聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物；
[0016]所述有机溶剂为1,4
‑
二氧六环、氯仿、丙酮、二甲基亚砜中的至少一种。
[0017]优选地，所述羟基磷灰石乳液中所述高聚物的浓度为0.005～0.01g/mL，所述羟基磷灰石的质量分数为70～80％。
[0018]更优选地，所述羟基磷灰石的粒径为50～100μm。
[0019]优选地，在步骤(2)中：
[0020]以所述钛网为骨架，采用所述羟基磷灰石乳液填充所述模具，得到颅骨修复预制体；对所述颅骨修复预制体依次进行冷冻干燥和烧结处理，得到包覆羟基磷灰石层的钛网；其中，所述钛网与所述模具匹配放置；
[0021]所述羟基磷灰石层为多孔结构。
[0022]优选地，所述羟基磷灰石层的孔隙率为70～80％，平均孔径大小为100～150μm；
[0023]优选地，所述多孔结构的孔道为表面孔道和内部孔道连接形成的通孔；所述通孔内部形成三维连通的网络空间。
[0024]优选地，所述颅骨修复材料包括填充有矿化胶原的羟基磷灰石层和钛网；所述填充有矿化胶原的羟基磷灰石层作为诱导层包裹在所述钛网表面。
[0025]优选地，在步骤(2)中：
[0026]所述冷冻干燥包括预冻阶段和升华阶段，各个阶段的工艺条件如下：
[0027]预冻阶段：目标温度为
‑
60～
‑
40℃，降温速率为2
‑
4℃/min，恒温时长为3～6h；
[0028]升华阶段进行抽真空，真空度为
‑
0.08～
‑
0.1MPa，包括三个升温阶梯，分别为：
[0029]目标温度为
‑
5～
‑
3℃，升温速率为2
‑
4℃/min，恒温时长为23～28h；
[0030]目标温度为0～3℃，升温速率为2～4℃/min，恒温时长为4～6h；
[0031]目标温度为10～25℃，升温速率为2～4℃/min，恒温时长为4～6h。
[0032]优选地，所述烧结处理包括第一升温阶段、第二升温阶段和降温阶段，各个阶段的工艺条件如下：
[0033]第一升温阶段：目标温度为500～700℃，升温速率为5～10℃/min，恒温时长为30～60min；
[0034]第二升温阶段：目标温度为1200～1700℃，升温速率为10～20℃/min，恒温时长为300～400min；
[0035]降温阶段：目标温度为室温。
[0036]优选地，所述矿化胶原溶液中包括胶原、矿化胶原颗粒和水。
[0037]优选地，所述矿化胶原溶液中所述胶原的浓度为0.05～0.1g/mL，所述矿化胶原颗粒的质量分数为40～50％。
[0038]更优选地，所述矿化胶原颗粒的粒径为50～80μm。
[0039]优选地，在步骤(3)中：
[0040]所述冷冻干燥包括预冻阶段和升华阶段，各个阶段的工艺条件如下：
[0041]预冻阶段：目标温度为
‑
30～
‑
20℃，降温速率为4
‑
5℃/min，恒温时长为5～8h；
[0042]升华阶段进行抽真空，真空度为
‑
0.08～
‑
0.1MPa，包括四个升温阶梯，分别为：
[0043]目标温度为
‑
15～
‑
10℃，升温速率为2
‑
3℃/min，恒温时长为23～30h；
[0044]目标温度为0～5℃，升温速率为2～3℃/min，恒温时长为4～6h；
[0045]目标温度为10～25℃，升温速率为2～3℃/min，恒温时长为4～6h；
[0046]目标温度为30～50℃，升温速率为2～3℃/min，恒温时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颅骨修复材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)获取待修复颅骨的三维缺损模型，根据所述三维缺损模型确定与所述待修复颅骨匹配的钛网和模具；其中，所述钛网的厚度小于所述模具的厚度；(2)将所述钛网置于放有羟基磷灰石乳液的所述模具中，然后依次进行冷冻干燥和烧结处理，得到包覆羟基磷灰石层的钛网；(3)将所述包覆羟基磷灰石层的钛网置于矿化胶原溶液中，经冷冻干燥后得到包含矿化胶原的所述颅骨修复材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛网的厚度为0.2～0.6mm；优选地，所述钛网的网孔孔径为1～2mm，且相邻网孔的间隔为2～3mm；和/或所述模具的厚度与所述颅骨修复材料的厚度相同；优选地，所述颅骨修复材料的厚度为2～20mm；更优选地，所述颅骨修复材料为长度为3～20cm、宽度为3～20cm的不规则形状。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述羟基磷灰石乳液中包括羟基磷灰石、高聚物和有机溶剂；所述高聚物为胶原、聚己内酯、聚乳酸或聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物；所述有机溶剂为1,4
‑
二氧六环、氯仿、丙酮、二甲基亚砜中的至少一种；优选地，所述羟基磷灰石乳液中所述高聚物的浓度为0.005～0.01g/mL，所述羟基磷灰石的质量分数为70～80％；更优选地，所述羟基磷灰石的粒径为50～100μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：以所述钛网为骨架，采用所述羟基磷灰石乳液填充所述模具，得到颅骨修复预制体；对所述颅骨修复预制体依次进行冷冻干燥和烧结处理，得到包覆羟基磷灰石层的钛网；其中，所述钛网与所述模具匹配放置；所述羟基磷灰石层为多孔结构。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述羟基磷灰石层的孔隙率为70～80％，平均孔径大小为100～150μm；优选地，所述多孔结构的孔道为表面孔道和内部孔道连接形成的通孔；所述通孔内部形成三维连通的网络空间；和/或，所述颅骨修复材料包括填充有矿化胶原的羟基磷灰石层和钛网；所述填充有矿化胶原的羟基磷灰石层作为诱导层包裹在所述钛网表面。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：所述冷冻干燥包括预冻阶段和升华阶段，各个阶段的工艺条件如下：预冻阶段：目标温度为
‑
60～
‑
40℃，降温速率为2～4℃/min，恒温时长为3～6h；升华阶段进...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金亮，宋天喜，崔云，何志敏，胡艳丽，崔孟龙，吴晶晶，胡刚，仇志烨，
申请(专利权)人：潍坊奥精医学研究有限公司，
类型：发明
国别省市：