多级孔生物陶瓷球义眼座制造技术

本发明专利技术涉及一种多孔生物义眼座及其制备方法。所述义眼座采用生物陶瓷制备，为10‑30mm的球状体，其一侧的球冠是厚度0.2‑3mm的致密薄壳，其内部以及其余的表面具有均匀分布的0.1mm至1mm，更优选0.3mm至1mm的宏观孔，其中，所述表面和内部的宏观孔互相连通，其中，所述义眼座还包括均匀分布的次级孔和末级孔，所述次级孔的尺寸为1μm至100μm，所述末级孔的尺寸小于1μm，所述义眼座孔隙率为60‑95％。本发明专利技术所述的多孔义眼座采用3D打印形成，所述孔洞比采用造孔剂生成的孔的尺寸更大，并且形状、尺寸可自由设计，有利于新生血管和组织渗入多孔义眼座。本发明专利技术的义眼座中的次级孔和末级孔尺寸较小，可用于向在所述宏观孔中形成的血管和组织传递所需的养分等。

【技术实现步骤摘要】
多级孔生物陶瓷球义眼座
本专利技术涉及一种陶瓷球义眼座及其制备方法。更具体而言，本专利技术涉及一种具有多级孔的生物陶瓷球义眼座及其制备方法。
技术介绍
植入义眼座是眼球摘除后的常用的用于恢复外观的修复治疗方案，患者在植入义眼座之后，可以在义眼座上安装义眼片以最大程度地恢复外观。现有技术中的义眼座根据材料可分为几大类。一种是由硅胶材料制成的实心球体；一种是由珊瑚羟基磷灰石制成的多孔义眼座；还有由聚合物制成的多孔义眼座。然而，上述硅胶义眼座植入后会在其周围形成纤维膜包裹，导致其容易移位，并有免疫排斥反应的问题。而多孔义眼座在植入后，新生毛细血管和纤维结缔组织会沿义眼座的孔缓慢向义眼座中央生长，因此其可以更好地防止义眼座的移位。然而，虽然不同材料的多孔义眼座具有这样的优点，但这些多孔义眼座都是经由模板法制成，模板法由于涉及模板剂的后处理，其工艺复杂，流程长，制备困难。而且，为了使新生组织渗入的多孔义眼座所需要的大体积的模板剂一般价格昂贵。此外，使用模板法时，医生不能设计微孔结构，因此植入后的血管化过程并不可控，难以保证仪眼球的质量稳定性。而且，用模具制作的义眼座的整体形状需要在模具制备后再经过切削、雕刻或打磨才能形成，开模时间长，成本高，无法对不同患者实现定制化制作。因此，仍然需要新的结构的义眼座及其制备方法。
技术实现思路
专利技术人根据对植入后的义眼座内的血管化过程的模拟以及其在体内的力学分析，设计了一种多孔义眼座的空隙结构以及相应的高精度光固化生物陶瓷浆料配方以及制备方法，并基于此完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供一种多级孔生物陶瓷球义眼座。本专利技术的另一个目的是提供所述多级孔生物陶瓷球义眼座的制备方法。根据本专利技术的一个实施方式，其提供了一种多孔义眼座，其特征在于：所述义眼座采用生物陶瓷制备，为10-30mm的球状体，其一侧的球冠是厚度0.2-3mm的致密薄壳，其内部以及其余的表面具有均匀分布的0.1mm至1mm，更优选0.3mm至1mm的宏观孔，其中，所述表面和内部的宏观孔互相连通，其中，所述义眼座还包括均匀分布的次级孔和末级孔，所述次级孔的尺寸为1μm至100μm，所述末级孔的尺寸小于1μm，所述义眼座孔隙率为60-95％。优选地，所述次级孔和末级孔与所述宏观孔互相连通。优选地，所述生物陶瓷为由选自羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃、硫酸钙中的一种或多种制备的材料。优选地，所述致密薄壳可以占据整个球面面积的1/3至1/2。优选地，在致密薄壳表面还存在不与所述宏观孔、次级孔和末级孔互相连通的小孔或凹槽纹路。所述小孔或凹槽纹路有助于所述义眼座和义眼片之间的粘合性。优选地，所述球状体可以是正球形、椭球型、橄榄球型。其中，采用所述生物陶瓷材料可以增加义眼座的生物相容性，减少发炎、感染或排异的发生。根据本专利技术的另一个实施方式，其提供了所述多孔义眼座的制备方法，该方法包括以下步骤：1)对眼球缺失患者进行眼窝CT扫描，得到眼窝三维数据模型；2)采用生物陶瓷浆料通过3d打印设备进行义眼座的坯件成型；其中，所述坯件为步骤1)中所得的三维数据模型的近球状体，其一侧的球冠设置成为厚度0.2-3mm的致密薄壳，其内部以及其余的表面设置成具有均匀分布的0.1mm至1mm，更优选0.3mm至1mm的宏观孔，其中，所述表面和内部的宏观孔互相连通，更优选地，可在致密薄壳表面形成不与所述宏观孔互相连通的小孔或凹槽纹路；3)将所述具有宏观孔的义眼座坯件在600℃下煅烧1-4h时间，从而除去造孔剂；4)将在步骤3)中煅烧后的义眼座坯件在1000-1500℃下再烧结0.5-4h时间，以得到所需的多孔义眼座。优选地，所述生物陶瓷浆料为光固化的生物陶瓷浆料，此时，在所述步骤2)中，坯件成型时在形成孔的位置处的生物陶瓷浆料不进行固化，并在随后在高溶解性溶剂的作用下通过超声震动清洗和压力喷枪冲洗的方法被除去，从而得到宏观孔结构。优选地，所述生物陶瓷浆料包括50-100份生物陶瓷、10-40份无生物毒性的光敏树脂、5-20份造孔剂、1-10份分散剂、0.5-5份烧结助剂成分。优选地，所述生物陶瓷包括羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃、硫酸钙中的一种或多种的混合；所述造孔剂为PMMA、碳酸氢铵、PVA、PVB、碳粉、石墨粉、石墨烯、有机纤维中的一种或多种混合。优选地，所述高溶解性溶剂包括乙醇、水、表面活性剂中的一种或几种。根据本专利技术所述的多孔义眼座采用3D打印的方式形成可设计的相互连接的孔洞，而且，所述孔洞比采用造孔剂(即模板剂)生成的孔的尺寸更大，有利于新生血管和组织渗入多孔义眼座。本专利技术的义眼座中的次级孔和末级孔尺寸较小，可用于向在所述宏观孔中形成的血管和组织传递所需的养分等。此外，本专利技术的多孔义眼座是基于患者的眼窝数据成形的，其尺寸更加适合各个患者。附图说明图1为根据本专利技术的一个实施方式的义眼座的模型。图2为根据所述模型打印得到的义眼座的照片。具体实施方式以下将参考实施例具体描述本专利技术，但以下实施例仅用于说明的目的，而不是为了限制本专利技术的范围。实施例1采用羟基磷灰石：磷酸三钙：生物玻璃为4:2:1的20nm-500nm粒径的粉料混合作为生物陶瓷材料50份，丙烯酸树脂单体40份作为光敏树脂粘结剂，5份的PMMA作为造孔剂，2份的聚甲基纤维素作为分散剂，1份的MgO作为烧结助剂，用混料机混合均匀后脱泡，以得到用于3D打印的生物陶瓷浆料。以患者扫描的眼窝数据进行义眼座的建模，其中，该义眼座的模型为正球形，直径为25mm，其一侧的高为10mm的球冠是厚度为1mm的致密薄壳，内部以及其余的表面具有均匀分布的0.3mm至1mm的孔，这些孔是互相连通的。该模型如图1所示。采用北京十维科技有限责任公司制造的Autocera型号的可用于光固化成型的3D打印机，使用上述制备的生物陶瓷浆料打印义眼座。经过打印、光固化、超声清洗后得到了3D打印坯件。将所述坯件在600℃的温度下煅烧3h时间，然后在1300℃的温度下烧结2h时间已得到最终制备的义眼座，制得的义眼座如图2所示。实施例2采用极半径大于赤道半径的椭球作为义眼座模型，且距离一个极点的高为6mm的球冠是厚度为2mm的致密薄壳，内部以及其余的表面具有均匀分布的0.1mm至0.8mm的孔，这些孔是互相连通的。除了这些模型的区别以外，以与实施例1中所述的相同方式制备义眼座。实施例3以生物玻璃和硫酸钙的1:1混合粉体作为生物陶瓷粉原料，以与实施例1中所述的相同方式制备义眼座。最终烧结温度为1200℃保温1h。根据本专利技术所述的多孔义眼座采用3D打印的方式形成可设计的相互连接的孔洞，而且，所述孔洞比采用造孔剂(即模板剂)生成的孔的尺寸更大，有利于新生血管和组织渗入多孔义眼座。本专利技术的义眼座中的次级孔和末级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔义眼座，其特征在于：所述义眼座采用生物陶瓷制备，为10-30mm的球状体，其一侧的球冠是厚度0.2-3mm的致密薄壳，其内部以及其余的表面具有均匀分布的0.1mm至1mm，更优选0.3mm至1mm的宏观孔，其中，所述表面和内部的宏观孔互相连通，/n其中，所述义眼座还包括均匀分布的次级孔和末级孔，所述次级孔的尺寸为1μm至100μm，所述末级孔的尺寸小于1μm，所述义眼座孔隙率为60-95％。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔义眼座，其特征在于：所述义眼座采用生物陶瓷制备，为10-30mm的球状体，其一侧的球冠是厚度0.2-3mm的致密薄壳，其内部以及其余的表面具有均匀分布的0.1mm至1mm，更优选0.3mm至1mm的宏观孔，其中，所述表面和内部的宏观孔互相连通，
其中，所述义眼座还包括均匀分布的次级孔和末级孔，所述次级孔的尺寸为1μm至100μm，所述末级孔的尺寸小于1μm，所述义眼座孔隙率为60-95％。


2.根据权利要求1所述的多孔义眼座，其中，所述次级孔和末级孔与所述宏观孔互相连通。


3.根据权利要求1所述的多孔义眼座，其中，所述生物陶瓷为由选自羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃、硫酸钙中的一种或多种制备的材料。


4.根据权利要求1所述的多孔义眼座，其中，所述致密薄壳可以占据整个球面面积的1/3至1/2，优选地，在致密薄壳表面还存在不与所述宏观孔、次级孔和末级孔互相连通的小孔或凹槽纹路。


5.根据权利要求1所述的多孔义眼座，其中，所述球状体可以是正球形、椭球型、橄榄球型。


6.一种多孔义眼座的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)对眼球缺失患者进行眼窝CT扫描，得到眼窝三维数据模型；
2)采用生物陶瓷浆料通过3d打印设备进行义眼座的坯件成型；其中，所述坯件为步骤1)中所得的三维数据模型的近球状体，其一侧的球冠设置成为...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡可辉，万力，成明，
申请(专利权)人：胡可辉，
类型：发明
国别省市：北京;11