数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架及其制备方法，其特征在于：１）由珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒和左旋聚乳酸混合成基材，所述珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒和左旋聚乳酸的质量比３∶１；２）经骨段进行薄层ＣＴ扫描、自动成型机成型人工骨支架形状和激光烧结，使前述混合成基材烧结成型数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。本发明专利技术克服快速成型工艺中烦琐的制备微孔的技术和珊瑚羟基磷灰石人工骨难以根据临床需要制备出特定形状的骨支架的不足，所制成的数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架不仅能充分保留珊瑚羟基磷灰石（ＣＨＡ）天然的微孔结构及良好的生物相容性，而且可以根据临床需要制备出各种不同的特定形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种珊瑚羟基磷灰石人工骨支架及其制备方法，可制成广泛应用于整 形外科、创伤骨科及脊柱外科的修复重建手术的数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。属于 医疗器械

技术介绍
由于创伤、感染、骨肿瘤以及发育异常等容易造成的大段骨缺损，临床需要对缺损 部位进行修复，但却是困扰临床医学的一大难题。现有技术中，临床上所用的修复材料有自 体骨、异体骨、组织工程骨等。采用自体骨，其优点是无免疫反应，但存在取骨部位常遗留 慢性疼痛等并发症的缺点，并且取骨量有限、其尺寸和形状常常受到限制。采用异体骨，其 优点是能提供足量不同形状尺寸的皮质骨或松质骨，但存在容易引起免疫反应、易传染病 毒性疾病的缺点，而且制样、处理和存贮的成本很高，其应用受到很大限制。基于前述原因， 1995年Crane等系统提出了组织工程骨的基本概念，利用组织工程学的原理和方法对缺损 骨组织进行修复和重建。理想的组织工程骨应具备(1)良好的生物相容性及合适的可生物降解吸收性； (2)合适的三维微观结构；(3)易加工形成三维几何形态；⑷合适的表面理化性质；(5) — 定的机械强度能支持生理应力。因此，在组织工程骨研究中除了考虑材料本身的化学性质、 表面性能外，更应考虑组织工程骨的微观结构。用“水热法”将滨珊瑚改造合成为珊瑚羟基磷灰石(CHA)，保留了天然珊瑚的多孔 结构，生物相容性好，具有较大孔径、较高孔隙率和孔隙交通率，是一种较好的组织工程骨 支架材料和载体。但是采用该“水热法”形成的珊瑚羟基磷灰石(CHA)人工骨难以满足人 体各种特定形状的需要，因此，在临床应用中存在一定局限性。在组织工程骨的临床应用，主要是制作成适用于临床应用的各种形状的组织工程 骨支架。传统的支架制造方法包括相分离/乳化法、纤维粘接法、溶液浇铸/粒子浙滤法、 熔融成形法、气体发泡法等，但存在致命缺点，主要表现为制造过程人工操作、使用有毒的 有机溶剂，很难制造出与骨骼相匹配的外形轮廓。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的，是为了提供了 一种数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。本专利技术的第二个目的，是为了提供一种数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架的制备 方法。本专利技术的第一个目的可以通过以下技术方案达到数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架，其特征在于1)由珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒和左旋聚乳酸混合成基材，所述珊瑚羟基磷灰石 人工骨微粒和左旋聚乳酸的质量比3 1 ；2)经骨段进行薄层CT扫描、自动成型机成型人工骨支架形状和激光烧结，使前述混合成基材烧结成型数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。所述珊瑚羟基磷灰石简称CHA，所述左旋聚乳酸简称L-PLA。本专利技术的第一个目的还可以通过如下技术方案达到实现本专利技术第一个目的一种实施方案是所述珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒为球 状，其直径为250 μ m 500 μ m。本专利技术的第二个目的可以通过以下技术方案达到一种数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)制备人工骨毛坯，采用滨珊瑚经过切割后，磨制成大小1. 0 2. Ocm的立方块， 先用2% 8%次氯酸钠溶液漂洗3 8日，用去离子水反复超声波浸泡冲洗，将其置入温 度为100°C 110°C的真空干燥箱中干燥20 30小时，烘干制成人工骨毛坯；2)制备珊瑚羟基磷灰石骨条，将1)步制成的人工骨毛坯较纯净的珊瑚碳酸钙置 于化学合成釜内，加入磷酸氢二铵，在压力20MPa 40Mpa、温度220°C 230°C和PH值7. 5 的条件下进行热液交换处理10 12小时，将珊瑚碳酸钙转换成珊瑚羟基磷灰石人工骨 条；3)数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨，将2)步转制备的珊瑚羟基磷灰石人工骨条，经 过球磨机粉碎成250 μ m 500 μ m的羟基磷灰石微粒后，将珊瑚羟基磷灰石微粒与左旋聚 乳酸按质量比为3 1混合均勻，即制成数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨基材；4)烧结成型，对预修复的骨段进行薄层CT扫描，首先得到的DICOM格式的CT数 据，然后通过分割和镜像将预修复的区域分割出来，再切出厚为0. 1 0. 3mm的一系列片 层，然后将每一片层的资料传到自动成型机中、得出数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架模 型，采用选区激光烧结方式，对3)步的珊瑚羟基磷灰石人工微粒与左旋聚乳酸的混合基材 进烧结成型，制备出预定形状的数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。本专利技术的第二个目的还可以通过如下技术方案达到实现本专利技术第二个目的一种实施方案是前述第4)步中对预修复的骨段进行薄 层CT扫描，所述的薄层厚度为0. 7mm。实现本专利技术第二个目的一种实施方案是前述第4)将所得到的DICOM格式的CT 数据导入Mimic软件，通过分割和镜像将预修复的区域分割出来后以3D方式显示，通过 MedCAD接口生成一个STL格式文件，再用MedCAD软件切出厚为0. 2mm的一系列片层。本专利技术具有如下突出的有益效果1、本专利技术克服快速成型工艺中烦琐的制备微孔的技术和珊瑚羟基磷灰石人工骨 难以根据临床需要制备出特定形状的骨支架的不足，所制成的数字化珊瑚羟基磷灰石人工 骨支架不仅能充分保留珊瑚羟基磷灰石(CHA)天然的微孔结构及良好的生物相容性，而且 可以根据临床需要制备出各种不同的特定形状。2、本专利技术由于采用左旋聚乳酸作为粘合剂，经骨段进行薄层CT扫描、自动成型机 成型人工骨支架形状和激光烧结，使前述混合成基材烧结成型数字化珊瑚羟基磷灰石人工 骨支架，因此，可根据需要制备出特定形状的人工骨支架，避免了微孔预构及后处理等烦琐 的步骤。2、本专利技术的制备方法简单，可广泛应用于整形外科、创伤骨科及脊柱外科的修复 重建手术。具体实施例方式具体实施例1 本实施例所述的数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架，由珊瑚羟基磷灰石人工骨微 粒和左旋聚乳酸混合成基材，珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒和左旋聚乳酸的质量比3 1;经 骨段进行薄层CT扫描、自动成型机成型人工骨支架形状和激光烧结，使前述混合成基材烧 结成型数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。所述珊瑚羟基磷灰石简称CHA，所述左旋聚乳酸简称L-PLA。本实施例的制备方法如下 1)制备人工骨毛坯滨珊瑚经过切割后，磨制成大小约1. 5cm的立方块，先用5%次氯酸钠溶液漂洗3 日，用去离子水反复超声波浸泡冲洗，将其置入温度为105°C的真空干燥箱中干燥24小时， 烘干制成人工骨毛坯；2)将珊瑚碳酸钙转换成羟基磷灰石骨条将1)步制成的人工骨毛坯较纯净的珊瑚碳酸钙置于化学合成釜内，加入磷酸氢 二铵，在压力20MPa 40Mpa、温度226°C和PH值7. 5的条件下进行热液交换处理10. 5小 时，将珊瑚碳酸钙转换成珊瑚羟基磷灰石人工骨；3)珊瑚羟基磷灰石微粒和左旋聚乳酸混合均勻将2)步转换成的珊瑚羟基磷灰石人工骨经过球磨机粉碎成250 μ m的羟基磷灰石 微粒后，将珊瑚羟基磷灰石微粒与左旋聚乳酸按质量比为3 1混合均勻后备用；4)烧结成型对预修复的骨段进行薄层CT扫描，将所得到的DICOM格式的CT数据导入Mimic 软件，通过分割和镜像将预修复的区域分割出来，以3D方式显示，通过MedCAD接口生成一 个STL格式文件，再用MedCAD软件切出厚为0. 2mm的一系列片层，然后将每一片层的资料 传到快速自动成型机中，采用选区激本文档来自技高网...

【技术保护点】
数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架，其特征在于：１）由珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒和左旋聚乳酸混合成基材，所述珊瑚羟基磷灰石人工骨微粒和左旋聚乳酸的质量比３∶１；２）经骨段进行薄层ＣＴ扫描、自动成型机成型人工骨支架形状和激光烧结，使前述混合成基材烧结成型数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹庆水，林山，张余，
申请(专利权)人：广州军区广州总医院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]