专利名称：人体颅骨修复支架及其制备方法
技术领域：
本发明属于颅骨修复技术领域，尤其涉及一种人体颅骨修复支架及其制备方法。
背景技术：
某些脑神经外科疾病会引起颅内高压、水中，通常需要切除部分颅骨，已达到降低颅内压力、挽救患者生命的目的；由于脑部意外创伤、感染、肿瘤等疾病，需要对脑部进行手术时也会导致患者颅骨手术后缺损。颅骨缺损使脑组织失去保护，患者在低头时颅骨缺损处会导致脑膨出，抬头时颅骨缺损处会形成脑组织塌陷，不仅影响患者容貌，而且可能导致脑组织再次损伤，尤其颅骨缺损处位于额头部位时，对患者容貌的影响和脑组织的影响更大。为了防止脑组织再次损伤，恢复颅腔密闭性，不影响患者容貌，需要进行颅骨再造成形术，即颅骨修复手术。人工颅骨，又可称作颅骨修复支架的传统制作方法是在术前根据患者颅骨缺损的部位、大小及形状压模，颅骨修复支架的最终塑形主要凭借医生的经验完成，因此，得到的颅骨修复支架在吻合性、圆弧度、两侧对称性和骨性标志的修复等方面存在缺憾。随着计算机技术的发展，现在大多数通过计算机三维重建和快速成型技术，将颅骨修复材料预制成和缺损颅骨大小一致、外形和健康侧对称、易于手术固定、并能和周围骨组织完美衔接且具有良好骨结合性能的个性化颅骨修复支架。在进行颅骨修复时，颅骨修复材料一般要满足生物相容性好、易塑性、副作用少的要求，目前常用的修复材料包括自体颅骨、自体骼骨、自体肋骨、异体骨、异种骨、硅橡胶、骨水泥、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、高密度多孔聚乙烯、钛合金板、钛合金网等。公开号为CN1559349A的中国专利公开了一种EH复合型骨水泥板颅骨修补方法， 在进行颅骨修复术前，将患者进行CT检查，收集颅骨缺损部位对称侧的数据，以拼图的方法进行数据处理，再现颅骨缺损模型，根据颅骨缺损模型以EH复合型骨水泥板为材料制成颅骨支架。骨水泥具有取材方便、组织反应小、塑形快、粘合力强、与颅骨吻合牢固、材质相对较重、硬度适中、抗压抗冲击能力强、植片不易塌陷等优点，但是骨水泥在浇铸成型过程中自身产热，需要持续冲水降温以保护脑组织；另外，骨水泥虽然能够按照需要塑成任意形状的植片，但是一旦塑形之后很难修正，对于大面积缺损而言，其固定也较为困难。公开号为CN1125144A的中国专利文献公开了一种复合颅骨的加工方法，以自体颅骨或动物骨骼等骨质原料为基材，在基材上开设数个通孔，然后在其表面涂覆一层可以防止基材消融、被吸收的保护层，该保护层可以为有机玻璃、硅胶、羟基磷灰石等。自体颅骨具有副作用小、不存在免疫排斥反应、组织反应性小、能促进骨质生长、最终达到骨性愈合等优点，而且自体颅骨符合生理解剖要求，很少发生感染、积液、松动等常见并发症，被认为是颅骨修复材料的首选。虽然自体颅骨具有容易被消融、被吸收的缺点，但是上述专利采用涂覆保护层的方法克服了该缺点，然而，由于自体颅骨取下后较易失去活性，一般需要在一定条件下保存，通常采用体外保存和体内保存。体外保存又可分为体外浅低温保存和体外深低温保存，体外浅低温保存通常是将取下的颅骨浸泡在75%酒精、0. 5%碘伏或蜂蜜中，然后放置在普通冰箱的冷冻层，-10°C _15°C条件下可保存6个月；体外深低温保存是将裸化处理的颅骨放入含低温保护剂的塑料袋中，逐步降低温度，最终放入液氮中保存，温度可达-196°C，保存时间可达17个月以上。体内保存是将颅骨保存于腹壁下、大腿内侧皮下和帽状筋膜下。无论是何种方法保存的颅骨，其都存在颅骨边缘被吸收而导致颅骨变小的情况，在粉碎性颅骨骨折时不易形成完整的大块颅骨骨瓣、存在一定的骨瓣感染率、需要二期手术、修复时间较长等问题。公开号为CN1040323A的中国专利文献公开了一种由碳纤维与PMMA共混的有机玻璃复合材料制作的颅骨板。有机玻璃和硅橡胶是较早应用的两种颅骨修复材料，具有厚度适中、不导电、隔热性能好、可透过X射线等优点，可以用于修复颞枕部中等范围的缺损。但是，有机玻璃修补时塑形较为困难，其具有强度小、易碎易老化、组织相容性差等缺点，不适用于塑形要求较高的眼眶、鼻根等部位的修复。硅橡胶具有塑形性好、硬度适中、术后局部疼痛少、很少造成对皮瓣的慢性切割损伤等优点，但是，硅橡胶组织相容性差、易形成皮下积液，甚至发生排斥反应，感染率较高。目前，有机玻璃和硅橡胶易较少用于颅骨修复。钛合金具有致炎、致敏性低、无毒、生物相容性好、生物退变性低、耐腐蚀、组织反应性小、术前计算机辅助塑形效果佳、固定操作简单、术后皮下积液发生率低等优点而成为颅骨修复材料的研究热点。如公开号为CN1370508A的中国专利文献公开了一种羟基磷灰石喷涂生物钛颅骨种植体，将钛板网加工成圆弧形，再在其表面喷涂羟基磷灰石，利用钛的刚性、韧性和羟基磷灰石的生物相容性获得性能良好的颅骨修复材料；公开号为 CN101019785A的中国专利文献公开了一种颅骨修复用钛合金板颅骨补片的成型方法，首先用图像处理软件mimics读取患者CT扫描数据，重建颅骨三维模型，然后将mimics产生的颅骨形状与多个正常颅骨比对，产生颅骨修复支架的雏形，截取颅骨修复支架雏形的中央部分；应用Geomagic studio软件读取该中央部分及三维重建生成的颅骨文件，应用趋势发生成颅骨支架的缺损曲面，再用软件master-cam读取数据生成数控机床刀头加工路径制作模具，最后用模具压制成钛合金板网修复材料。以钛合金板相比，钛合金网具有机械强度高、质量轻、组织相容性好、置入后成纤维细胞可以长入钛网的微孔，使钛网与组织融为一体，且有钙化和骨化趋势，外形也较为美观，核磁共振相容性好，不会影响X射线、CT等放射线检查，是较为理想的颅骨修复材料。但是，钛合金网塑形较为困难，需要多次反复冲压；钛合金网的温度传导性较强，患者易产生颅内不适，也不易与自体骨相融合；钛合金网边缘锐利，头皮较薄的患者术后易发生头皮疼痛等并发症，钛网边缘划破头皮会引起脑脊液漏甚至感染。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种人体颅骨修复支架及其制备方法，本发明提供的人体颅骨修复支架能够促进自体颅骨沿该支架生长，从而使颅骨修复部位通过自体骨修复。本发明提供了一种人体颅骨修复支架，包括由可生物降解聚合物形成的颅骨板和粘附在所述颅骨板表面的骨生长因子。优选的，所述颅骨板上设置有若干通孔。优选的，所述通孔的孔径为0. 5mm 4mm，所述通孔的孔间距为3mm 10mm。
优选的，所述颅骨板的厚度为0. 5mm 2mm。优选的，所述颅骨板还包括羟基磷灰石，所述羟基磷灰石与所述可生物降解聚合物的质量比为(1 2O) (so “)。优选的，所述可生物降解聚合物为聚乳酸、乙交酯-丙交酯共聚物或己内酯-丙交酯共聚物。优选的，所述骨生长因子通过粘结剂粘附在所述颅骨板表面。优选的，所述粘结剂为可吸收明胶海绵。优选的，所述骨生长因子的密度为120 1000万单位/IOOX 100mm2。本发明还提供了一种人体颅骨修复支架的制备方法，包括以下步骤a)用Mimics软件对缺损部位的CT扫描数据进行三维重建，得到三维图像；b)对所述步骤a)得到的三维图像依次进行提取轮廓线、修补破损的处理，得到模拟修补图像；c)无模具成型设备根据所述步骤b)得到的模拟修补图像将可生物降解聚合物片材进行压制成型，得到颅骨板；d)将骨生长因子粘附在所述步骤C)得到的颅骨板表面，得到人体颅骨修复支架。优选的，所述步骤b)具体包括采用Geomagic Studio软件对所述步骤a)得到的三维图像进行提取轮廓线和修补破损的处理，得到模拟修补图像。优选的，所述步骤b)具体包括采用Imageware软件提取所述步骤a)得到的三维图像的轮廓线；采用UG软件对所述三维图像的轮廓线设计弧度线和修补破损，得到模拟修补图像。优选的，所述步骤b)具体包括采用3-Maitc软件对所述步骤a)得到的三维图像依次进行提取轮廓、设计导引曲线、修补破损的处理，得到模拟破损图像。与现有技术相比，本发明提供的人体颅骨修复支架包括由可生物降解聚合物形成的颅骨板和粘附在所述颅骨板表面的骨生长因子，其中，可生物降解聚合物形成的颅骨板具有良好的力学性能、机械强度、生物相容性和生物降解性，用于颅骨修复时能够起到支撑作用，而且具有副作用小、无组织炎性等优点；骨生长因子具有促进颅骨生长的作用，能够使自体颅骨沿颅骨板表面生长。将本发明提供的人体颅骨修复支架植入人体后，在骨生长因子的促进作用下，患者的自体颅骨会沿着该颅骨板表面生长，使颅骨缺损处愈合，由于自体颅骨沿着颅骨板表面生长，生长后的颅骨形状与原来颅骨形状较为吻合，不会产生畸形等现象；另外，由于所述颅骨板由可生物降解聚合物形成，自体颅骨生长得到完整颅骨后， 该颅骨板会缓慢降解并通过人体吸收、代谢等途径排出体外，从而使得修复后的颅骨缺损部位全部由自体颅骨生长形成，没有任何其他异物留在人体内，不会对患者造成任何不良影响。尤其对于成长发育过程中的青少年来说，由于自体颅骨在骨生长因子的促进作用下不断生长，不会引起颅骨发育缺陷，对患者以后的生活不会产生任何副作用。
具体实施方式
本发明提供了一种人体颅骨修复支架，包括由可生物降解聚合物形成的颅骨板和粘附在所述颅骨板表面的骨生长因子。在所述人体颅骨修复支架中，可生物降解聚合物形成的颅骨板具有良好的力学性能、机械强度、生物相容性和生物降解性，用于颅骨修复时能够起到支撑作用，而且具有副作用小、无组织炎性等优点；骨生长因子具有促进颅骨生长的作用，能够使自体颅骨沿颅骨板表面生长，从而实现自体颅骨原位再生修复。根据待修复部位的形状，所述颅骨板可以为具有弧度或者不具有弧度的板状材料。按照本发明，所述颅骨板上优选设置有若干通孔，所述通孔的孔径优选为0. 5mm 4mm， 更优选为Imm 3mm，最优选为1. 5mm 2. 5mm ；所述通孔之间的孔间距优选为3mm 10mm， 更优选为4mm 8mm，最优选为5mm 7mm ；所述颅骨板的厚度优选为0. 5mm 2mm，更优选为0. 8mm 1. 5mm。本发明对所述通孔的形状没有特殊限制，可以为圆形、三角形或多边形， 优选为圆形；本发明对所述通孔的平面排列形状没有特殊限制，可以为正方形、矩形、平行四边形、菱形等四边形，也可以是五边形、六边形等多边形。所述颅骨板由可生物降解聚合物形成，所述可生物降解聚合物优选为可生物降解的聚酯，更优选为聚乳酸、乙交酯-丙交酯共聚物或己内酯-丙交酯共聚物。此类可生物降解聚合物不仅具有良好的机械强度，而且具有生物可降解性和生物相容性，大量实验研究和临床试验证明此类可生物降解聚合物可在人体体内使用，并且经过一定时间后其降解产物可经人体吸收、代谢等途径排出体外。为了提高所述颅骨板的机械性能，所述颅骨板还包括羟基磷灰石，所述羟基磷灰石优选为经表面接枝改性的羟基磷灰石，更优选为经低聚乳酸表面接枝改性的羟基磷灰石。所述羟基磷灰石的粒径优选为IOnm 10(^111，更优选为5011111 5(^111，最优选为IOOnm 30μπι。所述羟基磷灰石与所述可生物降解聚合物的质量比优选为(1 20) (80 99)，更优选为(5 15) (85 95)，最优选(8 13) (87 92)。所述人体颅骨修复支架还包括粘附在所述颅骨板表面的骨生长因子，所述骨生长因子具有促进骨生长的作用，本发明对其来源没有特殊限制，优选为从市场上购得，如深圳市光明创博生物制品发展有限公司生产的、商品名称为“骨又生”的植入性促骨组织生长材料等。所述骨生长因子优选通过粘结剂粘附在所述颅骨板表面，所述粘结剂为本领域技术人员熟知的可吸收、可医用的粘结剂，优选为可吸收明胶海绵。在本发明中，所述骨生长因子在所述颅骨板表面的密度优选为120 1000万单位/100Χ 100mm2，更优选为150 800万单位/IOOX 100mm2，最优选为200 500万单位 /IOOX 100mm2。对于所述骨生长因子的密度而言，本领域技术人员可以根据骨生长因子的作用、缺损部位的大小等因素综合考虑进行调整，对此，本发明并无特殊限制。将本发明提供的人体颅骨修复支架植入人体后，在骨生长因子的促进作用下，患者的自体颅骨会沿着该颅骨板表面生长，使颅骨缺损处愈合，由于自体颅骨沿着颅骨板表面生长，生长后的颅骨形状与原来颅骨形状较为吻合，不会产生畸形等现象；另外，由于所述颅骨板由可生物降解聚合物形成，自体颅骨生长得到完整颅骨后，该颅骨板会缓慢降解并通过人体吸收、代谢等途径排出体外，从而使得修复后的颅骨缺损部位全部由自体颅骨生长形成，没有任何其他异物留在人体内，不会对患者造成任何不良影响。尤其对于成长发育过程中的青少年来说，由于自体颅骨在骨生长因子的促进作用下不断生长，不会引起颅骨发育缺陷，对患者以后的生活不会产生任何副作用。本发明还提供了一种人体颅骨修复支架的制备方法，包括以下步骤a)用Mimics软件对缺损部位的CT扫描数据进行三维重建，得到三维图像；b)对所述步骤a)得到的三维图像依次进行提取轮廓线、修补破损的处理，得到模拟修补图像；c)无模具成型设备根据所述步骤b)得到的模拟修补图像将可生物降解聚合物片材进行压制成型，得到颅骨板；d)将骨生长因子粘附在所述步骤C)得到的颅骨板表面，得到人体颅骨修复支架。本发明采用计算机三维重建和快速成型技术，将可生物降解聚合物片材压制成颅骨板，然后将骨生长因子粘附在所述颅骨板表面，即可得到人体颅骨修复支架，得到的人体颅骨修复支架与缺损颅骨大小一致、外形和健康侧对称，从而达到较好的修复效果。在本发明中，首先对患者颅骨缺损部位进行断层扫描，得到CT扫描数据，将得到的CT扫描数据以DICOM格式刻录于光盘上。采用Mimics软件对所述CT扫描数据进行三维重建，具体为用Mimics软件导入刻录于光盘上的DICOM格式的CT扫描数据，通过调节灰度阈值、区域动态增长去除杂质后进行三维重建，得到三维图像，得到的三维图像以STL格式导出。得到三维图像后，依次对所述三维图像进行提取轮廓线、修补破损的处理，得到模拟修补图像。在对三维图像处理过程中，根据患者颅骨破损情况，可以按照以下三种方法进行处理(1)患者颅骨破损部位较小，且患者颅骨生长左右对称时，可以通过镜像法，利用另一侧健康数据进行处理，具体包括以下步骤采用Geomagic Studio软件对所述步骤a)得到的三维图像进行提取轮廓线和修补破损的处理，得到模拟修补图像。首先用Geomagic Studio软件导入上述步骤a)得到的三维图像，即STL格式的三维图像数据，去除噪点后，通过去除点云或边界曲线提取破损颅骨的轮廓线，然后通过破洞修补功能，选取曲率修补办法修补破洞，提取出待修补部位的三维图像，即得到模拟修补图像，保存为STL格式。(2)患者颅骨破损部位较大，且患者颅骨生长左右不对称，但破损部位相对较为平整时，优选按照以下方法进行处理采用Imageware软件提取所述步骤a)得到的三维图像的轮廓线；采用UG软件对所述三维图像的轮廓线设计弧度线和修补破损，得到模拟修补图像。首先用Imageware软件导入上述步骤a)得到的三维图像，即STL格式的三维图像数据，用点云交截、B样条、拟合点云的方法提取破损颅骨的轮廓线，保存为IMW格式；然后用UG软件导入所述IMW格式的轮廓线，通过设计弧度线，用网格曲线等功能修补破损部位的曲面，将修补好的曲面缝合后即可得到模拟修补图像。(3)患者颅骨破损部位较大，且患者颅骨生长的左右不对称，且破损部位不平整时，优选按照以下方法进行处理
采用3-Maitc软件对所述步骤a)得到的三维图像依次进行提取轮廓、设计导引曲线、修补破损的处理，得到模拟破损图像。采用3-Maitc软件导入上述步骤a)得到的三维图像，即STL格式的三维图像数据，提取破损部位的轮廓线，然后通过草图设计导引曲线，再通过扫掠等功能修补破损，提取得到模拟修补图像。得到模拟修补图像后，将所述模拟修补图像以数据形式传输给无模具成型设备， 无模具成型设备根据所述模拟修补图像数据将可生物降解聚合物片材进行压制成型，得到颅骨板，具体包括以下步骤首先将可生物降解聚合物模压成片材，所述片材的厚度优选为0. 5mm 2mm，更优选为Imm 1. 5mm ；然后在所述片材上打孔，得到具有通孔的可生物降解聚合物片材。本发明对所述打孔的方式没有特殊限制，可以为钻孔、激光打孔、冲压成孔等方式。将所述具有通孔的可生物降解聚合物片材进行预热，所述预热温度优选为65°C 120°C，更优选为75°C 110°C，最优选为85°C 95°C ；所述预热时间优选为5min 15min， 更优选为8min 12min。迅速将所述预热后的具有通孔的可生物降解聚合物片材移至无模具成型设备上， 所述无模具成型设备根据接收到所述模拟修补图像数据将所述预热后的具有通孔的可生物降解聚合物片材压制成型，得到颅骨板。经过压制成型后，得到的颅骨板与破损部位具有相似的大小和形状。得到颅骨板后，按照预先设计好的尺寸用手术铣刀或医用电动工具带动圆形锯片对所述颅骨板进行修边，去除多余部分；然后依次用医用酒精、生理盐水进行表面清洗，除去加工过程产生的毛刺和残渣，用灭菌袋包装后采用低温等离子过氧化氢灭菌。得到颅骨板后，在无菌环境中将骨生长因子涂覆在所述经过灭菌处理后的颅骨板表面，得到人体颅骨修复支架。为了使骨生长因子能够粘附在所述颅骨板上，本发明优选以医用级可吸收明胶海绵作粘结剂，将所述骨生长因子粘附在所述颅骨板上。得到人体颅骨修复支架后，将其植入人体，在骨生长因子的促进作用下，患者的自体颅骨会沿着该颅骨板表面生长，使颅骨缺损处愈合，由于自体颅骨沿着颅骨板表面生长， 生长后的颅骨形状与原来颅骨形状较为吻合，不会产生畸形等现象；另外，由于所述颅骨板由可生物降解聚合物形成，自体颅骨生长得到完整颅骨后，该颅骨板会缓慢降解并通过人体吸收、代谢等途径排出体外，从而使得修复后的颅骨缺损部位全部由自体颅骨生长形成， 没有任何其他异物留在人体内，不会对患者造成任何不良影响。尤其对于成长发育过程中的青少年来说，由于自体颅骨在骨生长因子的促进作用下不断生长，不会引起颅骨发育缺陷，对患者以后的生活不会产生任何副作用。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的人体颅骨修复支架及其制备方法进行详细描述。实施例1将80g长春圣博玛生物材料有限公司生产的医用级聚乳酸和20g表面接枝低聚乳酸的羟基磷灰石于180°C下加热共混，200°C下加热压片，得到厚度为0. 5mm的片材；测试所述片材的力学性能，结果表明，其拉伸强度67Mpa，弯曲强度125Mpa ；
在所述片材上机械冲孔，孔径为1mm，孔间距为3mm，得到具有通孔的聚乳酸片材；对年龄为30岁、颅骨缺损面积约为100 X IOOmm2的患者的颅骨缺损部位进行CT扫描，将扫描得到的CT数据以DICOM格式刻录在光盘上；用Mimics软件导入CT数据，调节灰度阈值、区域动态增长去除杂质后进行三维重建，将重建好的三维数据以STL格式导出；用 Geomagic Studio软件导入用mimics软件处理好的三维数据，再次去除噪点，通过去除点云或边界曲线提取破损颅骨的轮廓线，通过破洞修补功能，选用曲率修补办法修补破洞，提取出修补的模拟修补图像，保存为STL格式，并输出给无模具成型设备；将所述具有通孔的聚乳酸片材在65°C下预热15min后，迅速转移至无模具成型设备上，无模具成型设备根据所述STL格式的模拟修补图像对所述预热后的具有通孔的聚乳酸材料进行压制成型，用手术铣刀对压制成型得到的材料进行修边，去除多余部分；然后依次用医用酒精、生理盐水进行表面清洗，除去加工过程产生的毛刺和残渣，用灭菌袋包装后采用低温等离子过氧化氢灭菌，得到面积为100X IOOmm2的颅骨板；将所述颅骨板在无菌操作台内打开包装，将医用级的可吸收明胶海绵粘在所述颅骨板外表面，再将120万单位深圳市光明创博生物制品发展有限公司生产的、商品名为“骨又生”的植入性促骨组织生长材料均勻散布在所述明胶海绵表面，得到人体颅骨支架。将所述人体颅骨支架植入该患者颅骨缺损部位，该支架与患者颅骨较为吻合；8 个月后，该患者的自体颅骨长满该缺损部位，被修复部位较为平整；3年后，患者头部的聚乳酸颅骨板完全降解。实施例2将90g长春圣博玛生物材料有限公司生产的医用级聚乳酸和IOg表面接枝低聚乳酸的羟基磷灰石于180°C下加热共混，200°C下加热压片，得到厚度为Imm的片材；测试所述片材的力学性能，结果表明，其拉伸强度65Mpa，弯曲强度120Mpa ；在所述片材上机械冲孔，孔径为2mm，孔间距为5mm，得到具有通孔的聚乳酸片材；对年龄为45岁、颅骨缺损面积约为100 X IOOmm2的患者的颅骨缺损部位进行CT扫描，将扫描得到的CT数据以DICOM格式刻录在光盘上；用Mimics软件导入CT数据，调节灰度阈值、区域动态增长去除杂质后进行三维重建，将重建好的三维数据以STL格式导出；用 Geomagic Studio软件导入用mimics软件处理好的三维数据，再次去除噪点，通过去除点云或边界曲线提取破损颅骨的轮廓线，通过破洞修补功能，选用曲率修补办法修补破洞，提取出修补的模拟修补图像，保存为STL格式，并输出给无模具成型设备；将所述具有通孔的聚乳酸片材在90°C下预热15min后，迅速转移至无模具成型设备上，无模具成型设备根据所述STL格式的模拟修补图像对所述预热后的具有通孔的聚乳酸材料进行压制成型，用手术铣刀对压制成型得到的材料进行修边，去除多余部分；然后依次用医用酒精、生理盐水进行表面清洗，除去加工过程产生的毛刺和残渣，用灭菌袋包装后采用低温等离子过氧化氢灭菌，得到面积为100X IOOmm2的颅骨板；将所述颅骨板在无菌操作台内打开包装，将医用级的可吸收明胶海绵粘在所述颅骨板外表面，再将240万单位深圳市光明创博生物制品发展有限公司生产的、商品名为“骨又生”的植入性促骨组织生长材料均勻散布在所述明胶海绵表面，得到人体颅骨支架。将所述人体颅骨支架植入该患者颅骨缺损部位，10个月后，自体颅骨长满该缺损部位，3年后，聚乳酸颅骨板完全降解。
实施例3将99g长春圣博玛生物材料有限公司生产的医用级聚乳酸和Ig表面接枝低聚乳酸的羟基磷灰石于180°C下加热共混，200°C下加热压片，得到厚度为1. 5mm的片材；测试所述片材的力学性能，结果表明，其拉伸强度61Mpa，弯曲强度IlOMpa ；在所述片材上机械冲孔，孔径为3mm，孔间距为8mm，得到具有通孔的聚乳酸片材；对年龄为18岁、颅骨缺损面积约为100 X IOOmm2的患者的颅骨缺损部位进行CT扫描，将扫描得到的CT数据以DICOM格式刻录在光盘上；用Mimics软件导入CT数据，调节灰度阈值、区域动态增长去除杂质后进行三维重建，将重建好的三维数据以STL格式导出；用 Geomagic Studio软件导入用mimics软件处理好的三维数据，再次去除噪点，通过去除点云或边界曲线提取破损颅骨的轮廓线，通过破洞修补功能，选用曲率修补办法修补破洞，提取出修补的模拟修补图像，保存为STL格式，并输出给无模具成型设备；将所述具有通孔的聚乳酸片材在90°C下预热15min后，迅速转移至无模具成型设备上，无模具成型设备根据所述STL格式的模拟修补图像对所述预热后的具有通孔的聚乳酸材料进行压制成型，用手术铣刀对压制成型得到的材料进行修边，去除多余部分；然后依次用医用酒精、生理盐水进行表面清洗，除去加工过程产生的毛刺和残渣，用灭菌袋包装后采用低温等离子过氧化氢灭菌，得到面积为100X IOOmm2的颅骨板；将所述颅骨板在无菌操作台内打开包装，将医用级的可吸收明胶海绵粘在所述颅骨板外表面，再将420万单位深圳市光明创博生物制品发展有限公司生产的、商品名为“骨又生”的植入性促骨组织生长材料均勻散布在所述明胶海绵表面，得到人体颅骨支架。将所述人体颅骨支架植入该患者颅骨缺损部位，6个月后，自体颅骨长满该缺损部位，3年后，聚乳酸颅骨板完全降解。实施例4将85g长春圣博玛生物材料有限公司生产的医用级聚乳酸和15g表面接枝低聚乳酸的羟基磷灰石于180°C下加热共混，200°C下加热压片，得到厚度为2mm的片材；测试所述片材的力学性能，结果表明，其拉伸强度66Mpa，弯曲强度123Mpa ；在所述片材上机械冲孔，孔径为3mm，孔间距为10mm，得到具有通孔的聚乳酸片材；对年龄为12岁、颅骨缺损面积约为100 X IOOmm2的患者的颅骨缺损部位进行CT扫描，将扫描得到的CT数据以DICOM格式刻录在光盘上；用Mimics软件导入CT数据，调节灰度阈值、区域动态增长去除杂质后进行三维重建，将重建好的三维数据以STL格式导出；用 Geomagic Studio软件导入用mimics软件处理好的三维数据，再次去除噪点，通过去除点云或边界曲线提取破损颅骨的轮廓线，通过破洞修补功能，选用曲率修补办法修补破洞，提取出修补的模拟修补图像，保存为STL格式，并输出给无模具成型设备；将所述具有通孔的聚乳酸片材在90°C下预热15min后，迅速转移至无模具成型设备上，无模具成型设备根据所述STL格式的模拟修补图像对所述预热后的具有通孔的聚乳酸材料进行压制成型，用手术铣刀对压制成型得到的材料进行修边，去除多余部分；然后依次用医用酒精、生理盐水进行表面清洗，除去加工过程产生的毛刺和残渣，用灭菌袋包装后采用低温等离子过氧化氢灭菌，得到面积为100X IOOmm2的颅骨板；将所述颅骨板在无菌操作台内打开包装，将医用级的可吸收明胶海绵粘在所述颅骨板外表面，再将360万单位深圳市光明创博生物制品发展有限公司生产的、商品名为“骨又生”的植入性促骨组织生长材料均勻散布在所述明胶海绵表面，得到人体颅骨支架。将所述人体颅骨支架植入该患者颅骨缺损部位，6个月后，自体颅骨长满该缺损部位，3年后，聚乳酸颅骨板完全降解，且随着年龄的增长，原破损部位也随之生长，并未出现修复部位与其他部位断层或脱离等现象。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种人体颅骨修复支架，包括由可生物降解聚合物形成的颅骨板和粘附在所述颅骨板表面的骨生长因子。
2.根据权利要求1所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述颅骨板上设置有若干通孑L。
3.根据权利要求2所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述通孔的孔径为0.5mm 4mm，所述通孔的孔间距为3mm 10mm。
4.根据权利要求2所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述颅骨板的厚度为 0. 5mm 2mmο
5.根据权利要求1所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述颅骨板还包括羟基磷灰石，所述羟基磷灰石与所述可生物降解聚合物的质量比为(1 20) (80 99)。
6.根据权利要求5所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述可生物降解聚合物为聚乳酸、乙交酯-丙交酯共聚物或己内酯-丙交酯共聚物。
7.根据权利要求1所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述骨生长因子通过粘结剂粘附在所述颅骨板表面。
8.根据权利要求7所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述粘结剂为可吸收明胶海绵。
9.根据权利要求1所述的人体颅骨修复支架，其特征在于，所述骨生长因子的密度为 120 1000 万单位 /IOOX IOOmm20
10.一种人体颅骨修复支架的制备方法，包括以下步骤a)用Mimics软件对缺损部位的CT扫描数据进行三维重建，得到三维图像；b)对所述步骤a)得到的三维图像依次进行提取轮廓线、修补破损的处理，得到模拟修补图像；c)无模具成型设备根据所述步骤b)得到的模拟修补图像将可生物降解聚合物片材进行压制成型，得到颅骨板；d)将骨生长因子粘附在所述步骤c)得到的颅骨板表面，得到人体颅骨修复支架。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体包括采用Geomagic Mudio软件对所述步骤a)得到的三维图像进行提取轮廓线和修补破损的处理，得到模拟修补图像。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体包括采用Imageware软件提取所述步骤a)得到的三维图像的轮廓线；采用UG软件对所述三维图像的轮廓线设计弧度线和修补破损，得到模拟修补图像。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体包括采用3-Maitc软件对所述步骤a)得到的三维图像依次进行提取轮廓、设计导引曲线、 修补破损的处理，得到模拟破损图像。
全文摘要
本发明提供了一种人体颅骨修复支架，包括由可生物降解聚合物形成的颅骨板和粘附在所述颅骨板表面的骨生长因子。本发明还提供了一种人体颅骨修复支架的制备方法。将本发明提供的人体颅骨修复支架植入人体后，在骨生长因子的促进作用下，患者的自体颅骨会沿着该颅骨板表面生长，使颅骨缺损处愈合，由于自体颅骨沿着颅骨板表面生长，生长后的颅骨形状与原来颅骨形状较为吻合，不会产生畸形等现象；另外，由于所述颅骨板由可生物降解聚合物形成，自体颅骨生长得到完整颅骨后，该颅骨板会缓慢降解并通过人体吸收、代谢等途径排出体外，从而使得修复后的颅骨缺损部位全部由自体颅骨生长形成，没有任何其他异物留在人体内，不会对患者造成任何不良影响。
文档编号G06F17/50GK102302803SQ20111027433
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者周强, 崔毅, 庄秀丽, 李少英, 陈学思, 高战团 申请人:中国科学院长春应用化学研究所, 周强, 长春圣博玛生物材料有限公司