一种复合颅骨脑膜修复支架及其增材制造方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合颅骨脑膜修复支架及其增材制造方法和应用，涉及植入三类医疗器械领域。该修复支架采用有机材料或者有机材料与非有机材料的复合材料通过增材制造方式制备而成，复合颅骨脑膜修复支架包括位于最外层类皮质骨层、位于中间层的类松质骨层和位于最内层的脑膜层，非有机材料占比：脑膜层≤类松质骨层≤类皮质骨层；打印丝径：脑膜层≤类松质骨层≤类皮质骨层；孔隙率：脑膜层≥类松质骨层≥类皮质骨层。本申请可以获得内部柔软有弹性且外部支撑力佳的支架，细胞和血液中的营养物质易于攀爬于内层的脑膜层内，对脑膜进行修复并形成血管化网络，细胞吸附后可沿着支架空隙定向移动，进而达到同时修复脑膜与颅骨的治疗效果。治疗效果。治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种复合颅骨脑膜修复支架及其增材制造方法和应用


[0001]本专利技术涉及三类医疗器械
，具体而言，涉及一种复合颅骨脑膜修复支架及其增材制造方法和应用。

技术介绍

[0002]颅骨损伤是临床骨科最常见的病症之一，由创伤、感染、肿瘤切除以及先天性骨异常等疾病导致大面积颅骨缺损的修复一直是矫形外科、颅面外科和征信外科所共同面临的难题。
[0003]目前临床上的颅骨损伤常常伴随着硬脑膜的损伤，需要同时对颅骨和脑膜进行修复，然而，目前颅骨和脑膜损伤的修复采用两种不同的产品，需要分别植入和固定来进行手术操作，极大地增加了手术的时长。另外，由于损伤程度的不同，所需要的颅骨与脑膜修复产品的要求存在显著差异，需要一种最贴近患者真是颅骨与脑膜创面的产品来进行修复。鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合颅骨脑膜修复支架及其增材制造方法和应用。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种复合颅骨脑膜修复支架，其采用有机材料或者有机材料与非有机材料的复合材料通过增材制造方式制备而成，所述复合颅骨脑膜修复支架包括类皮质骨层、类松质骨层和脑膜层，所述类皮质骨层位于最外层，所述脑膜层位于最内层，所述类松质骨层位于所述类皮质骨层和所述脑膜层之间；
[0007]所述类皮质骨层、所述类松质骨层和所述脑膜层的非有机材料占比：脑膜层≤类松质骨层≤类皮质骨层；打印丝径：脑膜层≤类松质骨层≤类皮质骨层；孔隙率：脑膜层≥类松质骨层≥类皮质骨层。
[0008]第二方面，本专利技术提供一种如前述实施方式任一项所述的复合颅骨脑膜修复支架的增材制造方法，其包括：
[0009](1)根据患者颅骨的影像学数据进行相匹配的设计并制造出复合颅骨脑膜修复支架的模型结构；将复合颅骨脑膜修复支架分为脑膜层、类松质骨层与类皮质骨层；然后结合分层软件对所建模型进行分层切片处理，并设置脑膜层、类松质骨层与类皮质骨层内部支撑的打印材料、丝径以及孔隙率满足上述要求，将设计好的三维模型输入打印机中；
[0010](2)将脑膜层的原料置于第一打印原料罐内，将类松质骨层的原料置于第二打印原料罐内，将类皮质骨层的原料置于第三打印原料罐内，分别调节打印参数并依次打印类皮质骨层、类松质骨层和脑膜层。
[0011]第三方面，本专利技术提供如前述实施方式任一项所述的复合颅骨脑膜修复支架在制备治疗或改善颅骨缺损的组织工程支架中的应用。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：
[0013]本申请提供的复合颅骨脑膜修复支架通过一次打印成型类皮质骨层、类松质骨层和脑膜层，并限定其非有机材料占比依次变小、打印丝径依次变小且孔隙率依次增大，其中，非有机材料用于为修护支架提供一定的支撑强度，由于内层的脑膜层需要柔软具有弹性的性质，因此其所需的非有机材料用量最少，而类皮质骨层作为最外层起到支撑整个支架的作用，其所需的非有机材料用量最多。进一步的，本申请中通过限定丝径和孔隙率，使得细胞和血液更易于攀爬于内层的脑膜层内，形成血管化，同时也易于吸收营养物质，随着由内至外孔隙率的变小，可以使细胞定向移动，细胞更容易生长至孔隙内，进而具有更好的治疗效果。本申请的增材制造方法操作简单，易于实现，制备获得的复合颅骨脑膜修复支架可以广泛应用于制备治疗或改善颅骨缺损的组织工程支架中。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0015]图1为本申请提供的复合颅骨脑膜修复支架的结构示意图；
[0016]图2为本申请提供的复合颅骨脑膜修复支架采用螺钉固定时的结构示意图；
[0017]图3为本申请提供的复合颅骨脑膜修复支架采用缝合固定时的结构示意图。
[0018]图标：100
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复合颅骨脑膜修复支架；101
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类皮质骨层；102
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类松质骨层；103
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脑膜层。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0020]请参阅图1，本专利技术提供一种复合颅骨脑膜修复支架100，其采用有机材料或者有机材料与非有机材料的复合材料通过增材制造方式制备而成，本申请中，采用有机和非有机材料进行结合来模拟人体骨成分，使得支架成分更贴近患者真实的颅骨与脑膜创面。
[0021]具体来说，本申请中的复合颅骨脑膜修复支架100包括类皮质骨层101、类松质骨层102和脑膜层103，类皮质骨层101位于最外层，脑膜层103位于最内层，类松质骨层102位于类皮质骨层101和脑膜层103之间；类皮质骨层101、类松质骨层102和脑膜层103的非有机材料占比依次变小，孔隙率依次增大且打印丝径依次变小。
[0022]本申请中，通过对类皮质骨层101、类松质骨层102和脑膜层103的有机材料和非有机材料的占比进行调控，同时调控各自的孔隙率和打印丝径进行增材制造，可以达到更好的治疗效果，其中，增材制造方式包括但不限于挤出打印、光固化打印、微流控打印、激光打印、声波打印、直写打印或全息打印。
[0023]其中，有机材料包括但不限于聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸
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乙交酯共聚物(PLGA)、聚二噁烷酮(PDS)、聚乳酸己内酯(PLCL)、聚乳酸
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乙二醇
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乳酸共
聚物(PLA
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PEG
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PLA)、聚乙二醇(PEG)、甲氧基聚乙二醇(mPEG)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、海藻酸盐、透明质酸、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、纤维蛋白原中的一种或多种。
[0024]非有机材料包括但不限于磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石、生物玻璃、生物水泥、镁、锌、硒、硅、锶以及这些元素的氧化物中的一种或多种。
[0025]本申请中，非有机材料用于为修护支架提供一定的支撑强度，其中，类皮质骨层101作为最外层，其需要有较强的支撑力和强度，因此，本申请中非有机材料占比：脑膜层103≤类松质骨层102≤类皮质骨层101。更具体的，类皮质骨层101的有机材料占比最多，而类松质骨层102次之，脑膜层103的特性主要是柔软富有弹性，因此其有机材料占比最少。
[0026]具体到本实施例中，类皮质骨层101的原料中非有机材料占比为10
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70wt.％，有机材料占比为30
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90wt.％；类松质骨层102的原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合颅骨脑膜修复支架，其特征在于，其采用有机材料或者有机材料与非有机材料的复合材料通过增材制造方式制备而成，所述复合颅骨脑膜修复支架包括类皮质骨层、类松质骨层和脑膜层，所述类皮质骨层位于最外层，所述脑膜层位于最内层，所述类松质骨层位于所述类皮质骨层和所述脑膜层之间；所述类皮质骨层、所述类松质骨层和所述脑膜层的非有机材料占比：脑膜层≤类松质骨层≤类皮质骨层；打印丝径：脑膜层≤类松质骨层≤类皮质骨层；孔隙率：脑膜层≥类松质骨层≥类皮质骨层。2.根据权利要求1所述的复合颅骨脑膜修复支架，其特征在于，所述类皮质骨层的原料中非有机材料占比为10
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70wt.％，有机材料占比为30
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90wt.％；优选地，所述类皮质骨层的原料中非有机材料占比为20
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50wt.％，有机材料占比为50
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80wt.％；优选地，所述类皮质骨层的孔隙率为10％
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70％，优选40％
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70％；优选地，所述类皮质骨层的打印丝径300μm
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1000μm，优选为300μm
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500μm；优选地，所述类皮质骨层的孔间连通率为60
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100％，优选80
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100％。3.根据权利要求1所述的复合颅骨脑膜修复支架，其特征在于，所述类松质骨层的原料中非有机材料占比为0
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60wt.％，有机材料占比为40
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100wt.％；优选地，所述类松质骨层的原料中非有机材料占比为10
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40wt.％，有机材料占比为60
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90wt.％；优选地，所述类松质骨层的孔隙率为20％
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80％，优选50％
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80％；优选地，所述类松质骨层的打印丝径100μm
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300μm，优选为200μm
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300μm；优选地，所述类松质骨层的孔间连通率为60
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100％，优选80
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100％。4.根据权利要求1所述的复合颅骨脑膜修复支架，其特征在于，所述脑膜层的原料中非有机材料占比为0
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50wt.％，有机材料占比为50
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100wt.％；优选地，所述脑膜层的原料中非有机材料占比为0
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30wt.％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯东旭，杨熙，
申请(专利权)人：苏州诺普再生医学有限公司，
类型：发明
国别省市：