The present invention provides a method of preparing osteochondral integrated scaffold based on 3D P and laser cladding composite technology. The scaffold subchondral bone layer is prepared by using 3D P technology, the cartilage layer is prepared by laser cladding technology, and the calcified layer of the scaffold is prepared by using 3D P and laser cladding technology. The method can achieve the accurate preparation of the osteochondral integrated scaffold and meet the needs of bone softness. The biocompatibility of the scaffold meets the requirements of the connection strength and mechanical strength of the scaffolds, and the biomimetic integrated osteochondral scaffolds with structural gradient and mechanical gradient are prepared.
【技术实现步骤摘要】
一种基于3DP与激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法
本专利技术属于医用生物材料制备
,涉及骨软骨三维支架及其制备方法,特别涉及一种基于3DP与激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法。
技术介绍
由于创伤、运动损伤、各种关节炎疾病等因素导致的关节软骨缺损在临床上十分常见,骨软骨损伤往往是不可逆的,常会引起骨性关节炎,甚至危及生命。关节部位骨软骨复合组织缺损已经成为肢体残障的主要原因之一。目前主要采用植入替代物的方式治疗关节软骨病损,替代物主要包括自体或异体组织、人工软骨等。其中自体或者异体组织存在来源受限、外形匹配困难等难题。近年来,组织工程技术的迅猛发展,为关节骨软骨损伤的再生修复提供了新的解决方案。关节骨软骨由软骨层、钙化层和软骨下骨层构成,层间以特定的组分和结构紧密连接,并具有不同的组织功能。软骨层负责润滑,软骨下骨主要提供力学支撑,钙化层负责连接关节软骨和软骨下骨,并将两者分隔在各自的微环境中。由于软骨不包含血管或神经,而软骨下骨包含无髓鞘的神经末梢,因此当关节疾病导致疼痛时,软骨下骨可能已经暴露或损伤。有研究指出,软骨下骨层不仅可以为软骨修复提供一个较好的力学环境,也可以使新生软骨在修复过程中与周围正常软骨组织连接更紧密。所以,越来越多人关注到骨软骨损伤一体化的修复的重要性,而不局限于软骨层的修复。国内外学者对组织工程骨软骨复合组织的构建进行了较为深入地研究,从“分层构建”的可行性初探到“一体化构建”的动物实验。一体化构建主要有两种研究方案,一种是分别制备软骨支架和硬骨支架,在体外分别与相应的软骨细胞和成骨细胞培养后,通过缝合、粘 ...
【技术保护点】
1.一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:依据仿生学原理,根据骨软骨缺损的大小和正常骨软骨的超微结构,应用计算机辅助设计软件建立具有相应解剖外形和仿生内部空间结构的骨软骨支架的三维模型,使用计算机分层处理,分离出软骨层、钙化层、软骨下骨层的三维模型;步骤2:按照顺序制备支架软骨下骨层、支架钙化层、支架软骨层:步骤2.1:制备支架软骨下骨层:步骤2.1.1:选用羟基磷灰石、磷酸三钙和聚己内酯混合粉末作为支架软骨下骨层材料,其中羟基磷灰石的质量分数为57%~61%,磷酸三钙的质量分数为37%~41%,聚己内酯质量分数为1%~2%;步骤2.1.2:选用浓度为83%~86%磷酸溶液作为粘结剂,并利用步骤2.1.1得到的混合粉末,根据软骨下骨层三维模型,控制3D打印机按照软骨下骨层到钙化层方向逐层打印,直至软骨下骨层打印完毕;步骤2.2:制备支架钙化层:步骤2.2.1:选用羟基磷灰石、聚己内酯和氧化锌混合粉末作为支架钙化层材料;其中羟基磷灰石的质量分数为8%~10.5%,聚己内酯的质量分数为88%~90.5%,氧化锌的质量分数为1.5%~2 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:依据仿生学原理,根据骨软骨缺损的大小和正常骨软骨的超微结构,应用计算机辅助设计软件建立具有相应解剖外形和仿生内部空间结构的骨软骨支架的三维模型,使用计算机分层处理,分离出软骨层、钙化层、软骨下骨层的三维模型;步骤2:按照顺序制备支架软骨下骨层、支架钙化层、支架软骨层:步骤2.1:制备支架软骨下骨层:步骤2.1.1:选用羟基磷灰石、磷酸三钙和聚己内酯混合粉末作为支架软骨下骨层材料,其中羟基磷灰石的质量分数为57%~61%,磷酸三钙的质量分数为37%~41%,聚己内酯质量分数为1%~2%;步骤2.1.2:选用浓度为83%~86%磷酸溶液作为粘结剂,并利用步骤2.1.1得到的混合粉末,根据软骨下骨层三维模型,控制3D打印机按照软骨下骨层到钙化层方向逐层打印,直至软骨下骨层打印完毕;步骤2.2:制备支架钙化层:步骤2.2.1:选用羟基磷灰石、聚己内酯和氧化锌混合粉末作为支架钙化层材料;其中羟基磷灰石的质量分数为8%~10.5%,聚己内酯的质量分数为88%~90.5%,氧化锌的质量分数为1.5%~2.5%;步骤2.2.2:根据钙化层三维模型,使用3DP和激光熔覆技术对步骤2.2.1得到的混合粉末进行胶粘熔覆:对每一层混合粉末,先使用粘结剂粘结粉末,再使用激光使粉末熔覆成型;逐层熔覆生成钙化层;步骤2.3:制备支架软骨层:步骤2.3.1:选用聚己内酯粉末作...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪焰恩,白宗耀,魏庆华,张娟,郭莹,王艳梅,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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