一种人工颅骨修复材料及其制造方法技术

本发明专利技术是一种颅骨修复材料及其制备方法，其特点是采用羟基磷灰石、高分子粘接剂、增强纤维材料，通过手工涂敷或机械模压成型方法制得复合层结构的人工颅骨修复材料。该材料制备方法简单，具有较好的断裂韧性和强度，加工容易，无毒，无致癌作用，生物相容性好，导热系数低，抗冲击性能较高。本发明专利技术的材料适用于脑外科、创伤外科、颌面和整形外科扁平状骨缺损的修复。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医用的假体复合材料，更具体地说，是一种人工颅骨修复用的复合层结构材料。目前，国内外医疗单位经常使用的颅骨缺损修复材料大体可分金属类如钛板、钛合金板非金属类如骨水泥、玻璃陶瓷、硅橡胶、高压聚乙烯、羟基磷灰石、有机玻璃、玻璃钢；自体骨或异种骨如自体颅骨，髂骨吻合血管游离复合组织移植、灭活的牛髂骨。上述前两种和牛髂骨均属异物，植入人体后虽有生物相容性，但缺少组织亲和力，不能满足颅骨缺损修复后的生理要求(CN1125144A)，如钛板和钛合金板易吸热、导热系数大，在日光下有害于脑组织，钛合金板有磁性，有碍于CT及磁共振影像学检查和放射治疗，成型困难，抗冲击性能差；有机玻璃易老化且脆，易引起局部积液反应(中华整形烧伤外科，1990年第一期24-26页)，组织亲和力差，但价格低，成型容易，取材和使用方便；羟基磷灰石因具有与人骨成分相似的优点，与人体有良好的相容性和明显的亲和力而受到人们的重视，但它存在着成型困难、抗冲击性能差，不宜单独使用，如CN1032423C专利提出一种生物相容性复合材料的制备方法，其上面有一层玻璃一羟基磷灰石陶瓷层的基材，和任意地在基材与层中有一层中间玻璃层，该方法比较复杂，制备基材需在400℃温度下进行；也有用等离子喷涂在硬质基体上来使用(陈治清编，口腔材料科学，人民卫生出版社，1988年版)，该方法需用昂贵的喷涂设备，所使用的基材必需耐3000℃以上的高温，其涂层很薄。临时配制成骨水泥使用时MMA单体易被人体吸收，引起血压下降，若预制成型，使用时因剪裁困难和手术中应变性能差，使用上受到限制，玻璃钢，因材料中有玻璃纤维，材料老化时，玻璃纤维从裂纹中或切面处外露刺激局部组织(CN1030523C)。本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提出一种制造简单，成型容易，对人体相容好，抗冲击性能强，价格便宜的一种人工颅骨修复材料及其制备方法。实现本专利技术的目的主要技术方案采用包括羟基磷灰石或致密珊瑚、高分子粘接剂、增强纤维材料，制成复合层。本专利技术的人工颅骨材料的组成及含量以组分之和为100计)羟基磷灰石5-10％、碳纤维布5-15％、涤纶20-30％、高分子树脂50-70％。所述的高分子树脂是甲基丙烯酸甲酯。所述的羟基磷灰石是四川大学提供的LM2040型，主要成分为Ca10(PO4)6(OH)2，所述的珊瑚是海南角蜂巢珊瑚，其主要成分是CaCO3和人体骨组织成分相似，价格只为羟基磷灰石的0.1％，加工也很容易，只需用5％次氯酸钠溶液连续浸泡3次，每次1-2天，用离子交换水洗去有机质，干燥后磨碎即得致密珊瑚颗粒和粉末。本专利技术的要人工颅骨材料的制备方法，包括以下步骤1、首先在聚乙烯模具上涂一层脱模剂，然后在其表面喷撒一层羟基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末，所述的脱模剂包括硅酮、聚乙烯醇；2、在(1)步表层次铺一层涤纶织物，涂一层低粘度树脂；3、在(2)步表层次铺一层碳纤维布，涂一层低粘底树脂；4、在(3)步表层反复依次铺一层涤纶织物，涂一层树脂，直至厚度为2-3mm；5、在(4)步树脂表面喷撒一层羟基磷灰石颗粒或致密珊瑚颗粒；6、将(5)步未脱模的复合层于40℃下预固化4小时，然后在80-90℃固化2-4小时，脱模后冷却至室温即得到半成品；7、将(6)步半成品放入金属模具内，在60-80℃下装模，在125-200℃下压至并使树脂固化2-3小时，冷却至75-85℃下由模具中取出，经打孔、分切即得到成品。所述的羟基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末直径80-100目，所述的羟基磷灰石颗粒或致密珊瑚颗粒直径0.3-0.9mm。所述的孔，其目的是有利于手术中人工颅骨与颅骨骨板的固定，有利于术后引流，有利于表层和底层羟基磷灰石与头皮结缔组织与人工颅骨的亲和，孔的间距为2-3cm，孔径0.3-0.5cm。本专利技术所用的增强纤维，除了碳纤维、绦纶外，还可采用丙纶和尼龙。本专利技术的优点和效果本专利技术由于采用由羟基磷灰石或致密珊瑚、增强纤维、高分子粘接剂制得的复合层用作人工颅骨材料，它既有有机玻璃的断裂韧性和柔韧性，又具有羟基磷灰石的活性，经实验证实，生物相容性好，异物反应轻，无细胞毒性，无致癌作用，对酒精、新洁尔来灭，碘伏、生理盐水、血浆浸泡24小时，表层无变化，导热系数低，抗冲击性能高于有机玻璃，CT及核磁下无磁性反应，适用于脑外科、创伤外科、颌面和整形外科扁平状骨缺损的修复。下面通过实例进一步说明本专利技术的特点。实例1本实例所用的原料南海珊瑚粉末(0.015mm)0.2kg，粒径为0.3-0.9mm的南海珊瑚颗粒1.5kg，碳纤维布0.6kg、涤纶织物2.5kg、医用级的聚甲基丙烯酸甲脂54kg。具体制备过程首先在聚乙烯模具表面涂一层硅酮，依次撒一层珊瑚粉末，铺一层条纶织物，涂一层树脂，铺一层碳纤维布，涂一层树脂，然后反复依次铺一层绦纶织物，涂一层树脂，直至厚度为2mm，最后在树脂表面撒一层珊瑚颗粒，得到复合层，复合层于40℃下预固化4小时，再于80±5℃下固化3小时，脱模后自然冷却至室温即为半成品；将半成品放入不锈钢金属模具内，在60±5℃下装模，在150℃下压制并使树脂固化，缓慢冷却，在75±5℃下由模具中取出，按孔间距2cm，孔径0.4cm打孔，再切块即得成品。成品的性能见表1，并与有机玻璃和增强纤维玻璃进行对比。实例2本实例所用的原料为四川大学提供的羟基磷灰石，其粉末为0.015mm的0.3kg和粒径为0.4-0.9mm的1.4kg、碳纤维布0.8kg、涤纶布1.7kg、甲基丙烯酸甲酯5.8kg。制备过程同实例1。实例3本实例是生物学试验。参照ASTMF1748-82、ISO/TR9966(1988)和虞颂庭等主编，《生物学医学工程的基础与临床》，天津科学技术出版社，1989，P145的方法和规定，对实例1和实例2产品进行热源反应、皮内注射、皮肤致敏、全身过敏、眼结膜角膜刺激、溶血等试验，并同时与有机玻璃组进行对比观察。病理证实本专利技术的材料术后7天和一个月炎症及反应明显低于有机玻璃组，组织亲和力高于有机玻璃组；生物相容性好，热源反应为0.5℃，低于药典规定的阳性标准(1.4℃)；皮内注射实验无红斑、丘疹或水泡；波肤致敏实验反应为阴性；全身过敏实验为阴性；结膜刺激反应(一)；溶血实验溶血率为1.5％，低于规定标准(5％)。上述结果说明本专利技术的产品临床使用是安全的。表1< >本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工颅骨修复材料，其特征在于组成包括羟基磷灰石或致密珊瑚、增强纤维、高分子树脂，具体组成及含量（以组分重量之和为１００计）：羟基磷灰石５－１０％、碳纤维织物５－１５％、涤纶２０－３０％、高分子树脂５０－７０％。

【技术特征摘要】
1.一种人工颅骨修复材料，其特征在于组成包括羟基磷灰石或致密珊瑚、增强纤维、高分子树脂，具体组成及含量(以组分重量之和为100计)羟基磷灰石5-10％、碳纤维织物5-15％、涤纶20-30％、高分子树脂50-70％。2.按照权利要求1所述的材料，其特征在于所述的增强纤维，包括涤纶、碳纤维、丙纶、尼龙。3.按照权利要求1所述的材料，其特征在于所述的高分子树脂为甲基丙烯酸甲酯。4.权利要求1所述的材料的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤(1).在聚乙烯模具表面涂一层脱模剂，然后在其表面均匀地喷撒一层羟基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末(2).在(1)步表层依次铺一层涤纶织物，涂一层树脂；(3)在(2)步表层依次铺一层碳纤维织物，涂一层树脂；(4)在(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶智潞，
申请(专利权)人：陶智潞，李建民，张保军，杨加峰，喇万英，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]