一种骨修复支架及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种骨修复支架及其制备方法和应用，所述骨修复支架为三维多孔支架，所述骨修复支架的材料包括以下质量百分比的组分：80％～95％的可生物降解聚合物和5％～20％的可生物降解纳米颗粒，所述可生物降解纳米颗粒为锰的化合物纳米颗粒。所述骨修复支架的制备方法包括：按照所述质量百分比配制包含可生物降解聚合物和可生物降解纳米颗粒的均相溶液；将所述均相溶液通过固化成型工艺制备获得成型的三维多孔支架；将所述成型的三维多孔支架冷冻干燥，获得所述骨修复支架。本发明专利技术提供的骨修复支架能够更好地促进骨损伤愈合，并且具有优异的力学性能和良好地医学影像成像效果。像效果。像效果。

【技术实现步骤摘要】
一种骨修复支架及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医学工程
，具体涉及一种骨修复支架及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着骨科治疗技术的发展，临床骨科疾病的治愈率及疗效不断提高，但仍有一些骨缺损由于多种原因不能按时愈合。此外，严重骨折伴随的骨缺损、肿瘤术后骨缺损，以及脊柱融合等的治疗均离不开骨修复和再生过程。传统的自体骨移植可基本满足以上要求，临床疗效可靠，长期以来是治疗骨折不愈合和骨缺损的金标准。但自体骨移植存在供区并发症、来源有限等问题，因此人们不断探索和尝试各种替代方法以促进骨修复和骨再生。利用可生物降解聚合物通过打印制备获得兼具生物相容性、可降解性、力学性能良好的骨修复支架是目前组织工程支架的研究热点。
[0003]左旋聚乳酸(PLLA)作为一种典型的生物可降解高分子材料，具有来源广泛，降解产物无毒以及良好的生物相容性等优点。然而，采用PLLA制备获得的骨修复支架力学强度相对不足、植入缺损部位后医学成像质量低等特点限制了其在骨修复领域中的应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种骨修复支架及其制备方法和应用，以解决现有的骨修复支架力学强度相对不足、植入缺损部位后医学成像质量低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种骨修复支架，所述骨修复支架为三维多孔支架，所述骨修复支架的材料包括以下质量百分比的组分：80％～95％的可生物降解聚合物和5％～20％的可生物降解纳米颗粒，所述可生物降解纳米颗粒为锰的化合物纳米颗粒。
[0007]优选地，所述锰的化合物选自选自二氧化锰、四氧化三锰、葡萄糖酸锰、氯化锰、乙酸锰、磷酸二氢锰、碳酸锰、硫酸锰和羰基锰中的一种或两种以上。
[0008]优选地，所述锰的化合物纳米颗粒的粒径为1nm～1000nm。
[0009]优选地，所述可生物降解聚合物选自聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸
‑
乙醇酸和聚己内酯中的一种或两种以上。
[0010]优选地，所述三维多孔支架中的微孔的孔径为300μm～500μm，所述三维多孔支架的孔隙率为60％～80％。
[0011]优选地，所述微孔至少贯通所述三维多孔支架的两个相对的表面。
[0012]本专利技术的另一方面是提供一种如上所述的骨修复支架的制备方法，其包括：
[0013]按照所述质量百分比配制包含所述可生物降解聚合物和所述可生物降解纳米颗粒的均相溶液；
[0014]将所述均相溶液通过固化成型工艺制备获得成型的三维多孔支架；
[0015]将所述成型的三维多孔支架冷冻干燥，获得所述骨修复支架。
[0016]优选地，所述配制包含所述可生物降解聚合物和所述可生物降解纳米颗粒的均相溶液的步骤中，所述可生物降解聚合物和所述可生物降解纳米颗粒的结合方式为搅拌混合或化学反应的方式；所述固化成型工艺为3D打印成型工艺、熔融沉积成型工艺、模板成型工艺或添加制孔剂成型工艺。
[0017]优选地，所述固化成型工艺为3D打印成型工艺，所述将所述均相溶液通过固化成型工艺制备获得成型的三维多孔支架包括：
[0018]利用设计软件创建模型并获取相应的打印参数；
[0019]将所述均相溶液加入至3D打印设备中，按照所述打印参数打印成型，得到成型的三维多孔支架；
[0020]其中，所述打印参数包括：喷丝间距为0.4mm～2mm，打印层高为0.08mm～0.16mm，喷头移动速度为1mm/s～20mm/s，喷头出料速度为0.1mm3/s～1mm3/s，打印温度为
‑
40℃～
‑
20℃；所述冷冻干燥的温度为
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40℃～
‑
100℃，时间为24h～72h。
[0021]本专利技术还提供了一种如上所述的骨修复支架在成骨和医学成像中的应用。
[0022]本专利技术实施例中提供的骨修复支架及其制备方法，具有如下的有益效果：
[0023](1)、骨修复支架的材料为添加了锰的化合物纳米颗粒的可生物降解聚合物，锰的化合物可以消耗微环境中过量的过氧化氢，生成对修复有益的氧气及锰离子，将其应用于骨损伤治疗中，不仅可以消耗损伤部位的过氧化氢抑止炎症反应发生，同时也能提高损伤部位的氧含量，提高成骨细胞的活性，促进骨损伤愈合，并且锰离子的促成骨作用可以进一步加快骨损伤愈合过程。
[0024](2)、通过添加锰的化合物纳米颗粒，制备获得的骨修复支架具有更高的压缩强度和压缩模量，具有优异的力学性能。进一步地，添加的锰的化合物具有优异的CT成像功能，有效地提高了骨修复支架的医学影像成像效果。
[0025](3)、所述骨修复支架为三维多孔支架结构，具有很高孔隙率，使得其有利于成骨细胞生长，附着，增殖等，同时支架的多孔结构可诱导骨长入。因此其作为引导骨再生的骨修复支架，在骨缺损治疗领域具备很大的应用价值。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例1制备获得的骨修复支架的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例1制备获得的骨修复支架的横截面示意图；
[0028]图3是本专利技术对比例制备获得的骨修复支架的结构示意图；
[0029]图4是本专利技术测试例中对测试样品A进行CT成像的影像图示；
[0030]图5是本专利技术测试例中对测试样品B进行CT成像的影像图示。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。
[0032]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大
的其他细节。
[0033]如前文所述，针对现有的采用可生物降解聚合物(例如PLLA)制备获得的骨修复支架力学强度相对不足、植入缺损部位后医学成像质量低的问题，本专利技术实施例提出了一种骨修复支架及其制备方法，通过在可生物降解聚合物中添加锰的化合物纳米颗粒，使得骨修复支架能够更好地促进骨损伤愈合，并且具有优异的力学性能和良好地医学影像成像效果。
[0034]本专利技术实施例首先提供了一种骨修复支架，所述骨修复支架是通过打印成型的三维多孔支架，所述骨修复支架的材料包括以下质量百分比的组分：
[0035]80％～95％的可生物降解聚合物，例如可以选择为80％、82％、85％、88％、90％、93％或95％的可生物降解聚合物；
[0036]5％～20％的可生物降解纳米颗粒，例如是5％、7％、10％、12％、15％、18％或20％的可生物降解纳米颗粒。其中，所述可生物降解纳米颗粒为锰的化合物纳米颗粒。
[0037]骨修复支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种骨修复支架，其特征在于，所述骨修复支架为三维多孔支架，所述骨修复支架的材料包括以下质量百分比的组分：80％～95％的可生物降解聚合物和5％～20％的可生物降解纳米颗粒，所述可生物降解纳米颗粒为锰的化合物纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的骨修复支架，其特征在于，所述锰的化合物选自选自二氧化锰、四氧化三锰、葡萄糖酸锰、氯化锰、乙酸锰、磷酸二氢锰、碳酸锰、硫酸锰和羰基锰中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的骨修复支架，其特征在于，所述锰的化合物纳米颗粒的粒径为1nm～1000nm。4.根据权利要求1所述的骨修复支架，其特征在于，所述可生物降解聚合物选自聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸
‑
乙醇酸和聚己内酯中的一种或两种以上。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的骨修复支架，其特征在于，所述三维多孔支架中的微孔的孔径为300μm～500μm，所述三维多孔支架的孔隙率为60％～80％。6.根据权利要求5所述的骨修复支架，其特征在于，所述微孔至少贯通所述三维多孔支架的两个相对的表面。7.一种如权利要求1
‑
6任一所述的骨修复支架的制备方法，其特征在于，包括：按照所述质量百分比配制包含所述可生物降解聚合物和所述可生物降解纳米颗粒的均相溶液；将所述均相溶液通...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖毓霄，孙元艺，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：