一种用于足部骨修复的人工骨膜的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于足部骨修复的人工骨膜。

背景技术：

骨折、骨不连、骨延迟愈合等是临床上常见的骨科疾病，除了存在骨组织缺损，这些疾病还都涉及骨膜的缺损。因此，在进行骨缺损修复的同时，还应当对骨膜的缺损进行修复，以达到更好的临床修复效果。然而，目前还没有可供临床使用的人工骨膜产品。

目前临床上并没有专门的骨膜修复产品，一些膜状植入材料可以被用作骨膜的替代和修复，这类材料主要有脱细胞基质膜、可降解聚合物膜和胶原膜等。但是这些膜状植入材料为单层多孔结构，虽然能够对骨缺损面进行修复，但是也容易造成结缔软组织的长入，导致足部骨修复效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术中骨膜修复产品为单层多孔结构容易造成结缔软组织长入的问题，提供一种用于足部骨修复的人工骨膜。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于足部骨修复的人工骨膜，包括：

第一多孔层，由生物可降解材料制成，且所述第一多孔层的平均孔径为50-300um，孔隙率为10-30％；

第二多孔层，其位于所述第一多孔层上，所述第二多孔层由生物可降解材料制成，且平均孔径为200-500um，孔隙率为60-95％；

流延层，其位于所述第二多孔层上，所述流延层由生物可降解材料制成。

在根据本实用新型所述的用于足部骨修复的人工骨膜中，所述流延层厚度为0.01-0.05mm，所述第一多孔层厚度为0.02-0.3mm，所述第二多孔层的厚度为0.02-0.15mm。

在根据本实用新型所述的用于足部骨修复的人工骨膜中，所述流延层由聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己内酯制成；所述第一多孔层和第二多孔层由纳米钙磷盐与胶原复合的矿化胶原制成。

在根据本实用新型所述的用于足部骨修复的人工骨膜中，所述人工骨膜为用于跖骨缺损的平铺或缠绕的骨膜，所述人工骨膜呈矩形状，长度为30-80mm，宽度为25-60mm，且矩形的四角经倒圆角处理，倒圆角的半径为5-30mm。

在根据本实用新型所述的用于足部骨修复的人工骨膜中，所述人工骨膜为用于跟骨缺损的平铺或缠绕的骨膜，人工骨膜呈椭圆状，所述椭圆形的长轴为30-80mm，短轴为20-60mm。

所述人工骨膜为用于足弓部位整体骨缺损的平铺或缠绕的骨膜，所述人工骨膜呈哑铃状所述哑铃状的长度为100-300mm，宽度为60-120mm。

实施本实用新型的用于足部骨修复的人工骨膜，具有以下有益效果：本实用新型的人工骨膜具有多层立体结构，下方的疏松多孔结构有利于人工骨膜在自体骨上进行固定，不易滑脱移位；上方的光滑表面结构可以有效地防止结缔软组织增生而长入骨组织内部，避免减少骨组织的成骨空间。此外，本实用新型还通过对人工骨膜的形状进行改进，使其更吻合骨膜缺损形状，避免裁剪产生的浪费，减少患者痛苦和医疗费用。

附图说明

图1为根据本实用新型优选实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的剖面结构示意图；

图2为人体足骨解剖示意图；

图3为根据本实用新型第一实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的形状示意图；

图4为根据本实用新型第二实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的形状示意图；

图5为根据本实用新型第三实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的形状示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，为根据本实用新型优选实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的剖面结构示意图。如图1所示，该实施例提供的用于足部骨修复的人工骨膜包括从下至上依次设置的第一多孔层3、第二多孔层2和流延层1。该用于足部骨修复的人工骨膜的厚度优选为0.05到0.5mm。

其中第一多孔层3由生物可降解材料制成，且该第一多孔层3的平均孔径为50-300um，孔隙率为10-30％。优选地，该第一多孔层3由纳米钙磷盐与胶原复合的矿化胶原制成，或者由纳米钙磷盐与医用高分子材料复合而成。并且第一多孔层3的厚度优选为0.02-0.3mm。

第二多孔层2位于第一多孔层3上，该第二多孔层也可由生物可降解材料制成，且平均孔径为200-500um，孔隙率为60-95％。优选地，该第二多孔层2由纳米钙磷盐与胶原复合的矿化胶原制成，且第二多孔层2的厚度优选为0.02-0.15mm。

流延层1位于第二多孔层2上，该流延层由生物可降解材料制成。优选地，该流延层1由聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)或聚己内酯(PCL)制成，且流延层1的厚度优选为0.01-0.05mm。

本实用新型的人工骨膜可以在足部骨修复手术中对植骨后的骨缺损修复区域进行包覆，达到替代和重建骨膜的目的，降低植骨材料脱出的风险，以及防止肌肉、脂肪等组织被挤压进入骨缺损部位，影响修复效果。具体地，本实用新型的人工骨膜具有多层立体结构，在用于足部骨修复时，可将人工骨膜缠绕或者平铺在足部的跟骨、跖骨和足弓部位上，此时第一多孔层3朝下与足骨贴合，其疏松多孔结构有利于人工骨膜在自体骨上进行固定，不易滑脱移位；同时，流延层1朝上与结缔软组织接触，其光滑的表面可以有效地防止结缔软组织增生而长入骨组织内部，避免减少骨组织的成骨空间。

进一步地，本实用新型的人工骨膜采用了双层多孔层的设计，并且外层的第一多孔层3较中间的第二多孔层2的孔隙率小。当采用生物可降解材料制备时，相对现有的单层疏松多孔结构而言，外层孔隙率相对较小的第一多孔层3的降解时间较长，能够更有效的固定植骨材料。而中间的第二多孔层2的则与单纯疏松多孔膜的结构相似，能够有效与骨材料骨再生时间匹配，整体上三层结构膜降解时间约2-4个月，比单纯疏松多孔膜降解时间延长1倍，有效控制了降解时间。

在本实用新型的一个优选实施例中，该用于足部骨修复的人工骨膜的多层结构可以采用以下方法制备：

首先，将生物可降解材料配制成溶液状态，先流延成膜以溶剂挥发的形式制备出流延层1。优选地，将分子量为15万的PLA溶于二氯甲烷溶剂中，配置成PLA溶液，取预定量溶液置于容器中，抽真空8小时，待溶剂挥发后成膜。或者，将分子量为10万的PLGA溶于氯仿溶剂中，配置成PLGA溶液，或者将分子量为20万的PCL溶于二氧六环溶剂中，配置成PCL溶液，并采用同样的方法成膜。采用PLA、PLGA和PCL制备的流延层表面光滑，密度高，能够有效防止结缔软组织长入。

随后，在流延层1的表面上灌制生物可降解材料制成的溶液，通过冷冻干燥制备出中间的第二多孔层2。该冷冻干燥步骤具体为：先在-30～-20℃温度下预冻(不抽真空)180min，再在-10～0℃温度下升华(抽真空)干燥48小时。优选地，可将纳米钙磷盐与胶原复合的矿化胶原粉末分散在纯化水中搅拌24～72小时，形成矿化胶原溶液，其中矿化胶原的浓度为0.04-0.12g/ml。本实用新型中第二多孔层2可以采用本领域基础技术人员常规制备的矿化胶原材料制成，例如由采用以下方法制备的矿化胶原材料：

步骤S1、将胶原溶于盐酸、硝酸或醋酸中的任何一种，配制成胶原的酸溶液，其中胶原浓度为5.0×10^-5-5.0×10^-3g/mL；

步骤S2、持续搅拌步骤S1所得溶液，缓慢滴加含钙离子的溶液，钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子0.01-0.16mol；

步骤S3、持续搅拌步骤S2所得溶液，缓慢滴加含磷酸根离子的溶液，磷酸根离子的加入量与步骤S2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝1/1-2/1；

步骤S4、持续搅拌步骤S3所得溶液，缓慢滴加NaOH溶液至混合体系pH＝6-8，当pH＝5-6时，混合体系开始出现沉淀，当pH＝7时，混合体系出现白色悬浊液；

步骤S5、将步骤S4所得混合体系静置24-120小时，分离出沉淀并洗去杂质离子，随后进行冷冻干燥至恒重。该冷冻干燥步骤具体为：先在-30～-20℃温度下预冻(不抽真空)180min，再在-10～0℃温度下升华(抽真空)干燥48小时。步骤S6、将步骤S5的冷冻干燥产物研磨后过筛，筛选出粒径<200μm的矿化胶原粉体备用。

最后，在第二多孔层2上涂覆生物可降解材料制成的溶液，此时少量溶液会进入中间的第二多孔层2，再实施冷冻干燥即可制备出外层的第一多孔层3。该冷冻干燥步骤具体为：先在-30～-20℃温度下预冻(不抽真空)180min，再在-10～0℃温度下升华(抽真空)干燥48小时。优选地，该步骤中可以称取前述步骤S1-S6制备的矿化胶原粉末，并分散在纯化水中搅拌24～72小时，形成矿化胶原溶液，其中矿化胶原的浓度为0.06-0.25g/ml。本领域基础技术人员可以通过调节矿化胶原的浓度来获取所需的孔径和孔隙率。请参阅图2，为人体足骨解剖示意图。如图2所示，人体手骨包括7块跗骨，5块跖骨以及14块趾骨。本实用新型的人工骨膜主要用于其中跖骨10、跟骨20或者足弓部位30整体骨缺损的修复。跖骨10由内侧向外侧依次为第1-5跖骨。跟骨20为七块跗骨中最大的一块，位于足后下部，构成踵。足弓部位30是由跗骨、跖骨10的拱形砌合，以及足底的韧带、肌腱等具有弹性和收缩力的组织共同构成的一个凸向上方的弓。由于足骨的结构复杂，且临床患者病人较多，为了使得临床中使用的修复骨膜能够吻合骨膜缺损形状，避免裁剪产生的浪费，本实用新型还对上述用于足部骨修复的人工骨膜的形状进行了改进。

请参阅图3，为根据本实用新型第一实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的形状示意图。如图3所示，该人工骨膜呈矩形状，用于跖骨10缺损的平铺或缠绕。优选地，该矩形的人工骨膜的长度L₁为30-80mm，宽度W₁为25-60mm，且为了防止划伤组织等，矩形的四角经倒圆角处理，倒圆角的半径R₁为5-30mm。

上述矩形的人工骨膜的长度和宽度尺寸为最优尺寸设置，能够适用于跖骨10的骨缺损修复，避免临床医生在使用时因为骨膜的大小和形状问题而去剪裁，节约了大量的手术的时间，同时也减少了骨膜材料的浪费。

请参阅图4，为根据本实用新型第二实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的形状示意图。如图4所示，该人工骨膜呈椭圆状，用于跟骨20缺损的平铺或缠绕。优选地，椭圆状的长轴L₂为30-80mm，短轴W₂为20-60mm。

上述椭圆状的人工骨膜的尺寸为最优尺寸设置，能够适用于跟骨20的骨缺损修复，避免临床医生在使用时因为骨膜的大小和形状问题而去剪裁，节约了大量的手术的时间，同时也减少了骨膜材料的浪费。

请参阅图5，为根据本实用新型第三实施例的用于足部骨修复的人工骨膜的形状示意图。如图5所示，该人工骨膜呈哑铃状，用于足弓部位30整体骨缺损的平铺或缠绕的骨膜。优选地，长度L₃为100-300mm，哑铃状的宽度W₃为60-120mm。

上述哑铃状的人工骨膜的尺寸为最优尺寸设置，能够适用于足弓部位30的骨缺损修复，避免临床医生在使用时因为骨膜的大小和形状问题而去剪裁，节约了大量的手术的时间，同时也减少了骨膜材料的浪费。

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。如果没有特别说明，本实用新型所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

本实用新型各实施例采用的原料聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)或聚己内酯(PCL)均为市场购买。纳米钙磷盐与胶原复合的矿化胶原通过前述制备方法合成。

实施例1

人工骨膜从下至上依次为矿化胶原制成的第一多孔层、矿化胶原制成的第二多孔层和聚乳酸(PLA)制成的流延层，第一多孔层使用浓度为0.25g/ml的矿化胶原溶液制成，平均孔径为50um，孔隙率为10％，厚度为0.02mm；第二多孔层使用浓度为0.11g/ml的矿化胶原溶液制成，平均孔径为212um，孔隙率为60％，厚度为0.02mm；流延层的厚度为0.01mm。

该人工骨膜呈矩形状，长度L₁为80mm，宽度W₁为60mm，用于跖骨10缺损的平铺或缠绕，且矩形的四角做倒圆角处理，倒圆角的半径R₁为30mm。该人工骨膜植入体内后降解时间为2个月。

实施例2

人工骨膜从下至上依次为矿化胶原制成的第一多孔层、矿化胶原制成的第二多孔层和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)制成的流延层。其中第一多孔层使用浓度为0.06g/ml的矿化胶原溶液制成，的平均孔径为300um，孔隙率为29％，厚度为0.3mm；第二多孔层使用浓度为0.04g/ml的矿化胶原溶液制成，平均孔径为378um，孔隙率为95％，厚度为0.15mm；流延层的厚度为0.05mm。

该人工骨膜呈矩形状，长度L₁为60mm，宽度W₁为25mm，用于跖骨缺损的平铺或缠绕，且矩形的四角做倒圆角处理，倒圆角的半径R₁为20mm。该人工骨膜植入体内后降解时间为3个月。

实施例3～12

实施例3～12的各膜层参数及植入效果如表1和表2中所示。

比较例1～4

比较例1～4的各膜层参数及植入效果如表1和表2中所示。

表1

表2

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。