一种体内功能化骨修复构件及其制备方法与流程

本发明涉及骨修复医疗器材，具体是指一种体内功能化骨修复构件及其制备方法。

背景技术：

1、骨骼是人体整体结构的力学支撑部分，对于微小损伤具有自我修复能力，当缺损大于2cm必须采用骨修复构件进行治疗。这种骨修复构件除具备生物相容和形态相符外，更重要的是组织再生和力学性能的适配，尤其极限骨缺损(＞6cm)。为突破长节段力学结构重建和组织再生匹配这一世界难题，涌现出大量的探索研究和发明创造，例如：

2、公开号为cn1268583c的中国专利公开了可控微结构的多孔生物陶瓷、其制备方法及应用，中国专利zl200710047210.6公开了多孔陶瓷的制备方法，两个专利均通过调控材料微结构提高材料再生能力；

3、公开号为cn1542120的中国专利公开了一种细胞反应器，用于组织再造工程、可供将生物细胞在单一环境下接种于生物支架的细胞反应器，公开号为cn1257971c的中国专利公开了一种动态三维输入式组织反应装置，两个专利均使用体外反应装置提高材料再生能力；

4、公开号为cn100540071的中国专利公开了一种医用增强型多孔生物陶瓷、制备方法及其应用，通过材料增强技术提高力学性能；

5、公开号为cn104188738b的中国专利公开了一种多功能体内骨发生器，公开号为cn110882417a的中国专利公开了一种复合多孔生物陶瓷的金属假体及其制备方法，公开号为cn114569799a的中国专利公开了一种承载模块化陶瓷的金属假体及其制备方法，上述专利通过无机和金属材料结合提高修复能力与力学匹配度。

6、对大段骨修复构件往往需要加载细胞和生物活性物以提高修复能力，但是，当构件植入体内无法快速完成血运重建，引发细胞凋亡、活性物丢失、力学性能下降等诸多问题。为此，本发明旨在解决大段骨修复构件内细胞和组织营养难题，为骨组织和器官缺损修复奠定基础。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服上述技术缺陷，提供一种体内功能化骨修复构件及其制备方法。

2、体内功能化骨修复构件，包括金属构架体、多孔内容物、外管道和营养输送装置，所述金属构架体的两端分别设有若干安装孔，所述金属构架体内设有放置多孔内容物的容纳腔，所述外管道一端与容纳腔的连通，另一端在体外连接营养输送装置，所述营养输送装置通过外管道向容纳腔内的多孔内容物输送营养。

3、进一步地，所述多孔内容物呈多孔结构的颗粒状，所述金属构架体内设有内置管，所述内置管的管壁上设有若干侧孔，所述内置管的一端与外管道连通，另一端伸入多孔内容物内，所述营养输送装置通过外管道、内置管向容纳腔内输送营养物质，营养物质在多孔内容物的多孔结构上流动，所述内置管与多孔内容物上的多孔形成在金属构架体内输送营养物质的内管道。

4、进一步地，所述多孔内容物呈模块体，每个多孔内容物上设有若干相互贯通的营养液流动孔，数个多孔内容物之间通过营养液流动孔相互连通形成内管道，所述外管道一端与其中一个多孔内容物上的营养液流动孔连通，所述营养输送装置通过外管道向多孔内容物输送营养物质。

5、进一步地，所述金属构架体上有数个贯通孔将容纳腔与外部连通。

6、进一步地，所述营养输送装置包括储存营养液的储存罐和动力装置，所述储存罐与外管道连接，所述动力装置设在储存罐与外管道之间的管道上。

7、进一步地，所述储存罐的容量为500毫升，但不仅限于所述容量。

8、体内功能化骨修复构件的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤s1、金属构架体、外管道和内管道的制备：根据患者病损部位影像学数据，建立有限元分析模型，以拓扑数学原理设计金属构架体、外管道、内管道的力学结构和材质选择，制作金属构架体、外管道和内管道；

10、步骤s2、多孔内容物的制备：根据所述步骤s1中金属构架体的形态、尺寸和结构，以及多孔内容物表面和内部结构的要求设计出多孔内容物及材料选择，制作多孔内容物；

11、步骤s3、营养输送装置制备：所述营养输送装置由储存罐、管道和智能动力装置组成，与外导管连接，为所述营养物的储存、输送和调控提供条件。

12、步骤s4、各部件组装及植入宿主：在金属架构体内安装多孔内容物，连通外管道和内管道后，通过外科手术植入宿主，金属架构体一端通过固定钉连接于近端宿主骨，另一端同样采用固定钉连接于远端宿主骨，并通过外管道连接营养输送装置；金属架构体上的通孔外侧覆盖的宿主组织能吸收过剩的液体和代谢物，或者通过引流管直接排出体外。

13、步骤s5、运行营养输送装置：储存罐注满营养液后启动动力装置，进行骨修复构件体内功能化构建，使得细胞和组织持续获得营养和氧份供给而生长和分化，当达到预期目标后逐步减少所述营养液供给量，促进自身血管化，最后撤除所述营养输送装置，保留所述金属构架和所述多孔内容物于治疗部位，所述多孔内容物逐步被新生组织所替代，所述金属构架被再生组织所包埋，形成钢筋混凝骨临床疗效。

14、本发明优点：本发明的骨修复构件通过合理的结构设计和制造，使得骨修复构件的血运建立、组织再生、结构重建和信息传输得到有效适配，赋予骨修复构件生命，为巨大骨缺损提供了可靠解决方案。金属构架体为骨缺损部位提供强有力的机械支撑，多孔内容物为细胞和生物活性物复合提供载体，为血管和组织再生提供修复环境，采用营养输送装置在体内为骨修复构件内的细胞和组织提供必不可少的生存物质，营养液形成的剪切力促进细胞分化，最终实现治疗巨大骨缺损的目标。

技术特征：

1.一种体内功能化骨修复构件，其特征在于：包括金属构架体、多孔内容物、外管道和营养输送装置，所述金属构架体的两端分别设有若干安装孔，所述金属构架体内设有放置多孔内容物的容纳腔，所述外管道一端与容纳腔连通，另一端在体外连接营养输送装置，所述营养输送装置通过外管道向容纳腔内的多孔内容物输送营养。

2.根据权利要求1所述的一种体内功能化骨修复构件，其特征在于：所述多孔内容物呈多孔结构的颗粒状；

3.根据权利要求1所述的一种体内功能化骨修复构件，其特征在于：所述多孔内容物呈模块体，每个多孔内容物上设有若干相互贯通的营养液流动孔，多个多孔内容物之间通过营养液流动孔相互连通形成内管道，所述外管道的一端与其中一个多孔内容物上的营养液流动孔连通，所述营养输送装置通过外管道向多孔内容物输送营养物质。

4.根据权利要求1所述的一种体内功能化骨修复构件，其特征在于：所述金属构架体上有数个贯通孔将容纳腔与外部连通。

5.根据权利要求1所述的一种体内功能化骨修复构件，其特征在于：所述营养输送装置包括储存营养液的储存罐和动力装置，所述储存罐与外管道连接，所述动力装置设在储存罐与外管道之间的管道上。

6.根据权利要求5所述的一种体内功能化骨修复构件，其特征在于：所述储存罐其容量为500毫升。

7.如权利要求1-7中任一所述的体内功能化骨修复构件的制备方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及骨修复医疗器材技术领域，具体是指一种体内功能化骨修复构件，包括金属构架体、多孔内容物、外管道和营养输送装置，金属构架体的两端分别设有若干安装孔，金属构架体内设有放置多孔内容物的容纳腔，外管道一端与容纳腔的连通，另一端在体外连接营养输送装置，营养输送装置通过外管道向容纳腔内的多孔内容物输送营养；制备方法包括金属构架体、外管道和内管道的制备、多孔内容物的制备、营养输送装置制备、各部件组装及植入宿主和运行营养输送装置，本发明的骨修复构件通过合理的结构设计和制造，使得骨修复构件的血运建立、组织再生、结构重建和信息传输得到有效适配，将骨修复构件赋予了生命，为巨大骨缺损提供了可靠解决方案。

技术研发人员：卢霄,卢建熙,王臻,范存义,吴琴花,王佳莹,周超,欧阳元明
受保护的技术使用者：卢建熙
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15