本发明专利技术涉及用于促进骨生长以及处理骨折、缺陷或缺损的多相、三维打印的组织修复装置或支架，用于完成其的方法以及使用其促进骨生长以及处理骨折、缺陷或缺损的方法。支架具有多孔的骨向内生长区域，其包括通过多微孔壳环绕的互连支柱。在支架的端处，壳可像引导凸缘一样延伸以在骨的端之间稳定支架。支架的中心可为空的且可用作潜在的骨髓空间。多孔的向内生长结构可利用可溶解的填充物或载体浸润，填充物或载体诸如例如为硫酸钙，其可利用抗生素、生长因子、分化因子、细胞因子、药或这些药剂的组合中的一种或多种浸润。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于促进骨生长以及处理骨折、缺陷或缺损的多相、三维打印的组织修复装置或支架，用于完成其的方法以及使用其促进骨生长以及处理骨折、缺陷或缺损的方法。
技术介绍
在颅面的整形外科以及矫形外科的场所(arenas)中，骨和柔软组织缺陷经常使用自生组织移植物、处理过的人异体移植材料或异质成形(合成)材料填充，所有这些材料具有缺损。自生材料必须从另一外科位置收集，且处理过的人异体移植物是昂贵的、不相容的且可造成疾病传播的风险。异质成形材料有时执行不良，且有时持久或者永久，且可被感染。所有这些材料必须成形以适合复杂的位置或可粒状成型且必须设法固定就位。继续搜寻一种理想的骨修复材料，可定制制作以适合复杂的缺陷的一种材料，其将刺激骨修复以填充大的骨缺陷，且将最终溶解和/或重构掉，从而仅剩下重生的骨。可用于类似用途的一些异质成形材料包括通过由JBMR A部分Owen等、Biomaterials 2011 Chen等、Tiss Eng B部分 2010 Kim等以及Acta Biomaterialia 2011 Fu等描述的那些。不同于成年人，要求复杂的颅面修复的孩子，例如带有牙槽嵴裂或带有Treacher-Collin综合症的孩子，要求完全可吸收的材料，其可使得骨再生与颅面生长结合。在骨移植不足以修复这些缺陷的情况下，这些孩子要求在骨修复技术中的创新。理想的骨修复支架需要现货供应和/或定制制作以紧密地适合失去的或缺掉的三维结构。诸如粒子沥滤法、分相/倒相、致孔(porogen)法以及旋转铸造的三维泡沫支架制作技术，虽然控制总体微孔大小分布，但是不控制单个微孔位置、微孔形态以及微孔互联；有充分证据表明后者对于促进营养和代谢物交换以及促进骨和血管细胞通过支架的传导是必须的(J Mater Sci Mater Med 2010;21:3195-3205，Lee等)。如由J Am Ceram Soc 2006;89:96-103，Nadkarni等详述的一种有用的三维印刷过程，“直接写(DW)”是基于像连续细丝的胶体墨的挤出/沉积。DW要求在墨水中用于自给的细丝/支柱的最小处理辅助(即，聚合物)，其将实现骨支架所要求的格子结构的印刷。支架通过将墨挤出在XY平面上而打印，“写”出底层，然后沿Z高度移动以写附加的层，直到形成三维结构。所打印的绿色本体的后处理要求燃尽粘合剂且在高温熔炉中烧结。所得到的支架具有高分辨率且非常可再生。由J Biomed Mater Res 2007;83 A:747-758，Simon等做出的在先工作包括利用羟磷灰石(HA)填充11毫米的兔颅骨环锯缺陷。能够通过添加β-磷酸三钙(βTOP)到HA以形成两相胶体而增加支架再吸收，其已经示出为是骨引导以及可重构的。此外，已添加硫酸钙(CS)以作为临时填充物填充在支柱之间的空间。CS已知完全可吸收、骨引导、生成血管以及生物相容(J Biomed Mater Res 2009;88B:597-610，Thomas等)，且在支架中用于当做在骨向内生长前侧之前溶解的填充物。确定间隙孔空间和支柱模式如何确定向内生长的骨的形态将是有用的。虽然许多研究指向调查在微孔大小和骨形成之间的关系，但是最佳的微孔大小是不确定的，其中大多数研究建议100到400μm的范围(Clin Orthop Relat Res 2002;395:81-98，LeGeros)。DW允许在支架中受控制的间隙孔大小的生产。用于颅顶缺陷的一个先前支架设计包括带有象限(quadrants)的11 mm的盘，其包括在250μm到400μm支架的不同的格子间隔。在活体内8和16周之后，较小的微孔区域产生与较大的微孔区域不同模式的骨生长和支架再吸收(\Biological Mechanisms of Calcium Sulfate Calcium Sulfate Replacement by Bone\，J Craniofac Surg 2012;23:00-00; Ricci等在：Bone Engineering，ed. JE Davies Em Inc.加拿大，安大略省，多伦多市，30章，332-344，2000)。要求广泛复杂的骨修复以及再生的许多临床情形继续提出没有可接受的解决方案的问题。当前的临床处理是一种折衷，其要求精心且复杂的自生移植程序，或者其提出不完美的异体移植或异质成形处理选项。在所有情形中，这些复杂的骨修复情形要求不针对特定位置制做的材料尽可能适合缺陷。可期望提供新的器件用于打印三维支架，其由骨传导性生物材料组成，该材料具有定制地制做以修复复杂的缺陷的潜能。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供组织修复装置或支架，其具有包含通过多微孔壳环绕的互连支柱的多孔的骨向内生长区域。所述多微孔壳可起作用以附连但是限制柔软组织向内生长。在组织修复装置或支架的端处，壳可作为引导凸缘延伸以将组织修复装置或支架横过骨缺陷等稳定在骨的端之间，或者组织修复装置或支架可用于修复扁骨的缺陷。组织修复装置或支架的中心可为空的且可用作潜在的骨髓空间。多孔的向内生长结构可利用诸如例如硫酸钙的可溶解的填充物或载体浸润。诸如例如硫酸钙的该可溶解的填充物或载体可利用抗生素、生长因子、分化因子、细胞因子、药或其组合中的一种或多种浸润。组织修复装置或支架可适合在长骨的皮质骨端之间且引导康复骨，其主要从骨内膜以及骨膜表面出现，且其可例如在扁骨的骨缺陷处或者附近使用。组织修复装置或支架可使用修改的骨板或骨螺钉稳定。组织修复装置或支架可通过三维打印程序产生，且可由例如骨引导陶瓷形成。该组织修复装置或支架可为多相、三维打印的组织修复装置。支柱可为大致柱形，且其可具有例如从大约1-1000、10-900、20-800、30-700、40-600、50-500、60-400、100-350、120-300或大约200-275μm的直径。在一些实施例中，支柱可具有大约20-940μm的直径。在一些实施例中，支柱在骨小梁直径的大约3倍、2倍或1.5倍或大致与其直径相同。在一些实施例中，支柱可通过多达100、200、300、400、500、600、700、800、900μm或更多，或甚至1.0mm或更多的空间纵向分离。类似地，组织修复装置或支架可为多孔的，其具有可以以大体小于大约100、75、50、30、20、10或甚至小于大约5、4、3、2、1或甚至0.5、0.4、0.3、0.2或0.1μm直径大小存在的间隙孔。支柱可以以大致线性配置来配置。组织修复装置或支架可大致可吸收，以便例如，在活体内存在大约8、10、12、16、18、20、24等周数后，大约5、10、15、20、25、30、35、40、45或50%或更多的组织修复装置或支架可被吸收。组织修复装置或支架可至少大约50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或甚至更多孔。类似地，组织修复装置或支架可有效地激励以及提供骨生长，使得在活体内存在大约8或16周之后，大约5、10、15、20、25、30、35、40、45或50%或更多的组织修复装置或支架可由骨替换。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组织修复装置或支架，其具有多孔的骨向内生长结构，其包含通过多微孔壳环绕的互连支柱。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.30 US 61/6530191. 一种组织修复装置或支架，其具有多孔的骨向内生长结构，其包含通过多微孔壳环绕的互连支柱。
2. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述多微孔壳作为引导件延伸以将所述组织修复装置或支架稳定在骨的一个或多个端之间。
3. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，具有通过空的空间限定的中心。
4. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述多孔的向内生长结构利用可溶解的填充物或载体浸润。
5. 根据权利要求4所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述可溶解的填充物或载体是硫酸钙。
6. 根据权利要求4所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述可溶解的填充物或载体利用抗生素、生长因子、分化因子、细胞因子、药或者其组合中的一种或多种浸润。
7. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述支柱的直径为大约100-350μm。
8. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述支柱在骨小梁的直径的大约2倍内或者与其直径大致相同。
9. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，一个或多个支柱通过至少500μm的空间纵向分离。
10. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述组织修复装置或支架是多孔的，且包括以大体多于大约20μm的直径的大小示出的间隙孔。
11. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述支柱以大致线性的配置来配置。
12. 根据权利要求1所述的组织修复装置或支架，其特征在于，所述组织修复装置或支架是可吸收的，...
【专利技术属性】
技术研发人员：JL里奇，E克拉克，P克尔霍，ED雷科夫，VP汤普森，J斯梅，
申请(专利权)人：纽约大学，
类型：发明
国别省市：美国;US
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