一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架及其制作方法与流程

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，还涉及该支架的制作方法。

背景技术：

临床发现骨修复材料植入机体后细菌易在植入材料表面定植，常会导致与植入材料相关的细菌感染，影响材料周围细胞和组织与材料间的良性交互作用，甚至造成骨质流失，导致骨修复失败。一旦感染发生，患者即使口服或注射大剂量抗生素也难以起到有效治疗作用，而且抗生素的滥用正在不断增长细菌耐药性。因此，研制自身具有抗菌、抗感染性能的骨修复材料已成为生物材料领域研究热点之一。常见的骨修复技术主要包括自体和异体骨移植技术，该方法受到自身供体的限制及抗原性限制。而其他修复材料，如金属、陶瓷或者其他材料，使用后虽然能够满足治疗需要，但长期疗效欠佳，治疗后并发症发生率较高。随着医疗技术的飞速发展，分析生物研究也在不断深入，再加上组织工程学的迅速发展，使得新兴的复合材料在骨缺损修复中被广为使用。

人体骨可近似看作以骨胶原为基体材料，以羟基磷灰石为增强材料而构成的复合材料，因此以羟基磷灰石为增强材料，以聚合物特别是生物可降解聚合物为基体的复合材料与体骨的成分和结构相似，可弥补金属和陶瓷材料的不足，有望成为理想的人工骨替代材料。但是目前众多正在研发试验阶段的纳米羟基磷灰石－聚合物复合骨修复材料的强度仍低于松质骨的强度，在很大程度上限制了他的应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，使用该骨修复支架能缩短患者康复时间。

本发明的另一个目的在于提供一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，采用该方法制得的骨修复支架能在患者体内的自我修复、抵抗细菌感染。

本发明所采用的技术方案是：一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，包括网状镂空支架本体，网状镂空支架本体的两端均设置有连接块，每个连接块上均设置有固定孔，网状镂空支架本体上填充有填充物，填充物位于网状镂空支架本体的镂空部位。

本发明的特点还在于，

填充物为多孔纳米羟基磷灰石复合材料，多孔纳米羟基磷灰石复合材料上接种有患者干细胞。

每个连接块上的固定孔设置两个。

网状镂空支架本体采用钛合金材料。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块和固定孔的网状镂空支架本体，对患者干细胞进行培养；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体的镂空部位；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

本发明的特点还在于，

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36-37℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块和固定孔的网状镂空支架本体具体为：

根据医学影像数据获得患者病变部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位尺寸的网状镂空支架本体模型，在网状镂空支架本体模型上增加连接块和在连接块上增加固定孔，然后由金属3D打印机打印出带有连接块和固定孔的网状镂空支架本体，制作能装入网状镂空支架本体且与网状镂空支架本体相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印。

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白与含有质量分数为3％磷酸银的去离子水溶液以5-6:10的质量体积比混合，常温下搅拌4-5h，配制成0.6mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7-7.5：50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌15-30min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.0-8.0之间，开始有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.0-8.0之间23-24h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1-1.5h以去除盐离子，得到混合物A的样品，把样品在-70--60℃冰箱冷冻23-24h后取出，干燥23-24h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与医用聚己内酯粉末以8-7:2-1的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为80-85r/min、常温下搅拌4-5min，使得充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为110-100r/min、温度为95-105℃下熔融密炼8-10min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料。

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白溶解于去离子水中，常温下搅拌4-5h，配制成0.5mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7-7.5:50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌25-30min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.0-8.0之间，开始有混合物A析出，将混合物A在常温下保持pH值为7.0-8.0之间23-24h；

步骤2.3、用离心机离心混合物A，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1-1.5h以去除盐离子，开始有混合物A析出的样品，把样品在-70--60℃冰箱冷冻23-24h后取出，干燥23-24h后，得到白色粉末状的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将得到的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与去离子水以1-1.5:25质量体积比混合，用磁力搅拌器搅拌8-15min，制成白色浑浊的液体B，将硝酸银与去离子水以1-1.5:250的质量体积比混合，得到硝酸银溶液C，然后将硝酸银溶液C匀速滴入搅拌中的液体B中，得到混合溶液D，在36-38℃的温度下继续搅拌混合溶液D6-7h后，用离心机离心混合溶液D，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1-1.5h以去除盐离子，得到混合溶液D的样品，把样品在-70--60℃冰箱冷冻23-24h后取出，干燥23-24h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与医用聚己内酯粉末以8-7:2-1的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为80-85r/min、常温下搅拌4-5min，使得混合液充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为110-100r/min、温度为95-105℃下熔融密炼8-10min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料。

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至90-100℃，将步骤1中3D打印的带有连接块和固定孔的网状镂空支架本体放入步骤1制作出的模具中，加热至其温度为90-100℃，然后将90-100℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3-3.5Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为90-100℃，压力为0.9-1.1Mpa保持1-2h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理。

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37-38℃的二氧化碳培养箱中增殖培养23-24h，然后无菌包装并在2-6℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

本发明的有益效果是：一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，使用该骨修复支架能缩短患者康复时间。一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，采用该方法制得的骨修复支架能在患者体内的自我修复、抵抗细菌感染。磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，该材料的骨修复物有较高的生物相容性，还能被人体吸收降解，同时能够抵抗细菌感染。复合材料种植干细胞后能够在体内自我修复，提高了骨修复物的生物相容性，缩短了患者康复时间。

附图说明

图1是使用本发明一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明；

本发明的一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，如图1和图2所示，包括网状镂空支架本体1，网状镂空支架本体1的两端均设置有连接块3，每个连接块3上均设置有固定孔4，网状镂空支架本体1上填充有填充物2，填充物2位于网状镂空支架本体1的镂空部位；

填充物2为多孔纳米羟基磷灰石复合材料，多孔纳米羟基磷灰石复合材料上接种有患者干细胞；

每个连接块3上的固定孔4设置两个，连接块3和固定孔4用于该支架与患者的骨头固定；

网状镂空支架本体1采用钛合金材料。

本发明的一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，对患者干细胞进行培养；

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36-37℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1具体为：

根据医学影像数据获得患者病变部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白与含有质量分数为3％磷酸银的去离子水溶液以5-6:10的质量体积比混合，常温下搅拌4-5h，配制成0.6mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7-7.5：50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌15-30min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.0-8.0之间，开始有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.0-8.0之间23-24h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1-1.5h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-70--60℃冰箱冷冻23-24h后取出，干燥23-24h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与医用聚己内酯粉末以8-7:2-1的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为80-85r/min、常温下搅拌4-5min，使充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为110-100r/min、温度为95-105℃下熔融密炼8-10min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位；

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至90-100℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为90-100℃，然后将90-100℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3-3.5Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为90-100℃，压力为0.9-1.1Mpa保持1-2h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架；

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37-38℃的二氧化碳培养箱中增殖培养23-24h，然后无菌包装并在2-6℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

采用3D打印技术定制的具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，为磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料提供了必要的强度支持，同时由于其制作工艺的独特性，使得在产品形态结构等方面都比较复合患者自身。同时纳米羟基磷灰石-胶原复合材料虽然强度低，但其有良好的生物相容性，从而保证了磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料有较高的生物相容性。

网状镂空支架本体1和抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料结合可靠，网状镂空支架本体1增加与抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的接触面积，提高抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料在网状镂空支架本体1的附着性。

本发明的一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，对患者干细胞进行培养；

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36-37℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1具体为：

根据医学影像数据获得患者病变部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白溶解于去离子水中，常温下搅拌4-5h，配制成0.5mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7-7.5:50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌25-30min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.0-8.0之间，开始有复合物A析出，将复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.0-8.0之间23-24h；

步骤2.3、用离心机离心复合物A溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1-1.5h以去除盐离子，开始有混合物A析出的样品，把样品在-70--60℃冰箱冷冻23-24h后取出，干燥23-24h后，得到白色粉末状的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将得到的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与去离子水以1-1.5:25质量体积比混合，用磁力搅拌器搅拌8-15min，制成白色浑浊的液体B，将硝酸银与去离子水以1-1.5:250的质量体积比混合，得到硝酸银溶液C，然后将硝酸银溶液C匀速滴入搅拌中的液体B中，得到混合溶液D，在36-38℃的温度下继续搅拌混合溶液D6-7h后，用离心机离心混合溶液D，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1-1.5h以去除盐离子，得到混合溶液D的样品，把样品在-70--60℃冰箱冷冻23-24h后取出，干燥23-24h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与医用聚己内酯粉末以8-7:2-1的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为80-85r/min、常温下搅拌4-5min，使得混合液充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为110-100r/min、温度为95-105℃下熔融密炼8-10min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位；

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至90-100℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为90-100℃，然后将90-100℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3-3.5Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为90-100℃，压力为0.9-1.1Mpa保持1-2h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架；

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37-38℃的二氧化碳培养箱中增殖培养23-24h，然后无菌包装并在2-6℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

临床发现骨修复材料植入机体后细菌易在植入材料表面定植，常会导致与植入材料相关的细菌感染，影响材料周围细胞和组织与材料间的良性交互作用，甚至造成骨质流失，导致骨修复失败。一旦感染发生，患者即使口服或注射大剂量抗生素也难以起到有效治疗作用，而且抗生素的滥用正在不断增长细菌耐药性。抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料具有很大的比表面积，对药物有很强的吸附能力，药物在载体中以分子态、无定型或微晶状态存在，同时抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料具有优良的生物活性和生理相容性，在体内可降解吸收，十分安全。

在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的制作过程中添加了磷酸银这种具有抗菌的银系抗菌剂，使得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料具有抗菌的作用，从而降低细菌感染的风险。因为银系抗菌剂具有抗菌谱广、不易产生耐药性等优势，已在抗菌骨修复材料领域引起广泛关注。由于硝酸银中银离子释放过快，作为抗菌剂难以满足持续、长效抗菌需求；采用磷酸银，磷酸银微溶于水，在有水存在的环境中可缓慢释放出高抗菌活性的银离子，从而起到抗菌作用。

医用聚己内酯具有良好的生物降解性、生物相容性和无毒性，而被广泛用作医用生物降解材料及药物控制释放体系，可运用于组织工程已经作为药物缓释系统，同时由于其熔点较低(60℃)，可塑性较好，在此将其作为磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料的粘合剂。

由于纳米羟基磷灰石具有与人体骨组织无机成分磷灰石类似的组织及晶体结构，具有良好的生物相容性和骨诱导性，能与骨形成直接结合，以及抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料中的三维多孔网状结构能够保证其具有更大的表面积，从而有利于患者干细胞的黏附、生长及分裂等，更加有利于传输营养物质，并及时排除排泄物的特点，从而可在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上面接种一定数量患者的干细胞并进行诱导培养，在植入体内后接种的干细胞经诱导开始定向自主分化生长与骨形成直接结合，实现骨骼自修复过程。有效地提高了临床中的治疗效果，降低了排异的风险，提高了手术的可靠性，缩短了治疗周期。

实施例1

一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36℃下进行无菌培养；

制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1：

根据医学影像数据获得患者病变的手腕部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白与含有质量分数为3％磷酸银的去离子水溶液以5:10的质量体积比混合，常温下搅拌4h，配制成0.6mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7：50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌15min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.0，有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.0，保持时间为23h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-70℃冰箱冷冻23h后取出，干燥23h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与医用聚己内酯粉末以8:2的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为80r/min、常温下搅拌4min，使得充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为110r/min、温度为95℃下熔融密炼8min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位，具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至90℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为90℃，然后将90℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为90℃，压力为0.9Mpa保持1h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37℃的二氧化碳培养箱中增殖培养23h，然后无菌包装并在2℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

实施例2

一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，对患者干细胞进行培养；

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36.5℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1具体为：

根据医学影像数据获得患者病变脚踝部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白与含有质量分数为3％磷酸银的去离子水溶液以5.5:10的质量体积比混合，常温下搅拌4.5h，配制成0.6mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7.25：50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌23min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.5，有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.5，保持时间23.5h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4.5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1.25h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-65℃冰箱冷冻23.5h后取出，干燥23.5h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与医用聚己内酯粉末以7.5:1.5的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为83r/min、常温下搅拌4.5min充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为105r/min、温度为100℃下熔融密炼9min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位；

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至95℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为95℃，然后将95℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3.3Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为95℃，压力为1Mpa保持1.5h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架；

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37.5℃的二氧化碳培养箱中增殖培养22h，然后无菌包装并在4℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

实施例3

一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，对患者干细胞进行培养；

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在37℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1具体为：

根据医学影像数据获得患者病变的大腿部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白与含有质量分数为3％磷酸银的去离子水溶液以6:10的质量体积比混合，常温下搅拌5h，配制成0.6mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7.5：50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌30min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在8.0，有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为8.0，保持时间为24h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1.5h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-60℃冰箱冷冻24h后取出，干燥24h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与医用聚己内酯粉末以7:1的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为85r/min、常温下搅拌5min，使得充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为100r/min、温度为105℃下熔融密炼10min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位；

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至100℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为100℃，然后将100℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3.5Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为100℃，压力为1.1Mpa保持2h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架；

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温38℃的二氧化碳培养箱中增殖培养24h，然后无菌包装并在6℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

实施例4

一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36℃下进行无菌培养；

制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1：

根据医学影像数据获得患者病变的手腕部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白溶解于去离子水中，常温下搅拌4h，配制成0.5mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7:50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌25min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值为7.0，开始有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.0，保持时间23h；

步骤2.3、用离心机离心复合物A溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4-5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-70℃冰箱冷冻23h后取出，干燥23h后，得到白色粉末状的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将得到的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与去离子水以1:25质量体积比混合，用磁力搅拌器搅拌8min，制成白色浑浊的液体B，将硝酸银与去离子水以1:250的质量体积比混合，得到硝酸银溶液C，然后将硝酸银溶液C匀速滴入搅拌中的液体B中，得到混合溶液D，在36℃的温度下继续搅拌混合溶液D6h后，用离心机离心混合溶液D，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1h以去除盐离子，得到混合溶液D的样品，把样品在-70-℃冰箱冷冻23h后取出，干燥23h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与医用聚己内酯粉末以8:2的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为80r/min、常温下搅拌4min，使得混合液充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为110r/min、温度为95℃下熔融密炼8min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位，具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至90℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为90℃，然后将90℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为90℃，压力为0.9Mpa保持1h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架，具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37℃的二氧化碳培养箱中增殖培养23h，然后无菌包装并在2℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

实施例5

一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，对患者干细胞进行培养；

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在36.5℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1具体为：

根据医学影像数据获得患者病变脚踝部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白溶解于去离子水中，常温下搅拌4.5h，配制成0.5mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7.25:50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌27min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值在7.5，开始有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为7.5，保持时间23.5h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4.5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1.3h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-65℃冰箱冷冻23.5h后取出，干燥23.5h后，得到白色粉末状的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将得到的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与去离子水以1.3:25质量体积比混合，用磁力搅拌器搅拌12min，制成白色浑浊的液体B，将硝酸银与去离子水以1.3:250的质量体积比混合，得到硝酸银溶液C，然后将硝酸银溶液C匀速滴入搅拌中的液体B中，得到混合溶液D，在37℃的温度下继续搅拌混合溶液D6.5h后，用离心机离心混合溶液D，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转4.5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1.3h以去除盐离子，得到混合溶液D的样品，把样品在-65℃冰箱冷冻23.5h后取出，干燥23.5h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与医用聚己内酯粉末以7.5:1.5的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为83r/min、常温下搅拌4.5min，使得混合液充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为105r/min、温度为100℃下熔融密炼8min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位；

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至95℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为95℃，然后将95℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3.3Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为95℃，压力为1Mpa保持1.5h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架；

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温37.5℃的二氧化碳培养箱中增殖培养22h，然后无菌包装并在4℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。

实施例6

一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，对患者干细胞进行培养；

步骤1中对患者干细胞进行培养为：取患者的骨髓，分离出患者的干细胞，将干细胞在37℃下进行无菌培养；

步骤1制作带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1具体为：

根据医学影像数据获得患者病变的大腿部位的骨骼模型，制作出符合患者病灶部位形态尺寸的网状镂空支架本体1模型，在网状镂空支架本体1模型上增加连接块3和在连接块3上增加固定孔4，然后由金属3D打印机打印出带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1，制作能装入网状镂空支架本体1且与网状镂空支架本体1相贴合的模具，金属3D打印机选用医用级钛合金材料进行打印；

步骤2、制备抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤2具体为：

步骤2.1、将胶原蛋白溶解于去离子水中，常温下搅拌5h，配制成0.5mg/ml的胶原溶液；

步骤2.2、取浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液以7.5:50的容积比加入配制好的胶原溶液中，常温下混合搅拌30min，然后缓慢加入0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液，同时用0.1mol/L的氢氧化钠调节pH值，使pH值为8.0，开始有复合物A析出，将含有复合物A的溶液在常温下保持pH值为8.0，保持时间24h；

步骤2.3、用离心机离心含有复合物A的溶液，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1.5h以去除盐离子，得到复合物A的样品，把样品在-60℃冰箱冷冻24h后取出，干燥24h后，得到白色粉末状的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

步骤2.4、将得到的纳米羟基磷灰石-胶原复合材料粉末与去离子水以1.5:25质量体积比混合，用磁力搅拌器搅拌15min，制成白色浑浊的液体B，将硝酸银与去离子水以1.5:250的质量体积比混合，得到硝酸银溶液C，然后将硝酸银溶液C匀速滴入搅拌中的液体B中，得到混合溶液D，在38℃的温度下继续搅拌混合溶液D7h后，用离心机离心混合溶液D，离心机的转速为6000rpm，离心机旋转5min后去除上清液，反复用去离子水洗涤1.5h以去除盐离子，得到混合溶液D的样品，把样品在-60℃冰箱冷冻24h后取出，干燥24h后，得到黄色粉末状的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料；

将所得到的磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原复合材料与医用聚己内酯粉末以7:1的质量比进行混合，然后置入转矩流变仪中，先以在转速为85r/min、常温下搅拌5min，使得混合液充分混合，然后在转矩流变仪中以转速为100r/min、温度为105℃下熔融密炼10min直到扭矩达到平衡，得到磷酸银-纳米羟基磷灰石-胶原-聚己内酯复合材料，即抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料；

步骤3、将抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料的填充到网状镂空支架本体1的镂空部位；

步骤3具体为：

在无菌环境中，将步骤2.4制得抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料加热至100℃，将步骤1中3D打印的带有连接块3和固定孔4的网状镂空支架本体1放入制作出的模具中，加热至其温度为100℃，然后将100℃的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料以3.5Mpa的压力从模具的一侧压入模具内，待模具另一侧有抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料从模具的溢料口被压出后停止填充材料，并在温度为100℃，压力为1.1Mpa保持2h，冷却凝固后，进行修正去除多余的抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料，然后清洗，经冷冻干燥、消毒处理；

步骤4、将培养好的患者干细胞均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，然后无菌包装得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架；

步骤4具体为：

抽取患者适量骨髓，通分离出患者的干细胞进行培养，待长至融合后，将干细胞制备成细胞悬液，以2×10⁸L^-1的细胞密度2mL，并将细胞悬液均匀的接种在抗菌多孔纳米羟基磷灰石复合材料上，并让细胞悬液在体积分数5％二氧化碳，湿度95％，恒温38℃的二氧化碳培养箱中增殖培养24h，然后无菌包装并在6℃下储藏，得到具有自修复、抗菌功效的骨修复支架。