一种节段骨复合多孔支架的制作方法

本技术属于骨修复支架，具体涉及一种节段骨复合多孔支架。

背景技术：

1、增材制造，又称作3d打印技术，是一种可以实现精确制造复杂特定结构的制造方法，弥补了传统方法无法制备多孔支架的问题。基于设计的三维模型，采用3d打印技术可以方便快捷的制造出特定结构、孔隙率以及孔径大小的支架。现有的研究显示，骨支架上孔隙尺寸、通孔的存在很大程度上影响着物质的运输以及各种细胞在孔隙间的迁移、粘附和相关成骨基因的表达。

2、现有骨修复材料主要有金属、陶瓷和高分子材料，而复合材料由于生物降解快应用较少。陶瓷材料作为支撑结构时，力学性能和生物活性无法同时兼有，进而应用较少。而金属作为一种力学性能优异，但在生物活性方面多为生物惰性。因此，为弥补单一材料应用不足的问题，现有的研究多采用在单一材料中掺杂生物活性物质对材料进行改性，从而构建具有力学性能优异，生物活性良好的材料。

3、此外，现有骨修复的过程仅是将制备的样件放置到骨修复的部位，考虑到骨修复的过程是一个持续长久的过程，仅仅将功能单一的支架使得骨修复的过程较为缓慢。

技术实现思路

1、本实用新型主要解决的技术问题是提供一种节段骨复合多孔支架，通过对支架三维结构的设计以及表面功能层的设计，使植入物能够满足材料所需的多种性能。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：本实用新型提供了一种节段骨复合多孔支架，包括支架本体、高分子载体层和水凝胶载体层，所述高分子载体层位于所述支架本体的表面，所述水凝胶载体层位于所述高分子载体层的表面；

3、所述支架本体为多孔结构，且该多孔结构的孔为贯通孔；所述水凝胶载体层填充于所述多孔结构；所述支架的两端形成支架固定单元，所述支架固定单元设有支架固定点；所述支架本体为金属支架本体。支架固定点便于与自然骨固定。

4、本支架能够复合承重部位骨修复位置的形状，可以实现对骨植入物进行固定。由于支架在结构上具有三个层次，分别是支架本体、高分子载体层以及水凝胶载体层。其中，支架本体主要作用是维持支架的力学性能，高分子载体层作用负载药物和生物活性物质，满足持续释放的过程。水凝胶载体层作用是负载药物和生物活性物质，促进组织再生，为细胞提供抗菌、刺激骨再生等作用。

5、进一步地说，所述支架为圆柱体，圆柱体的直径大小为5mm-20mm，高度为5mm-30mm；孔隙直径为50-1000μm。

6、进一步地说，圆柱体从中心向外呈现孔径变小的梯度多孔结构，内部孔隙率为50-90％，外部孔隙率为70％-95％。

7、进一步地说，所述圆柱体的多孔结构为孔均匀大小的多孔结构，所述孔隙率为50-90％。

8、进一步地说，所述支架固定点为圆孔，所述圆孔的直径为0.5-2.5mm。

9、进一步地说，所述支架的端部皆设有两个支架固定点，同一端的两个支架成180°设置，一端的两个支架固定点之间的连线与另一端的两个支架固定点之间的连线垂直。

10、进一步地说，所述支架本体为钛合金支架本体、钛金属支架本体、镁合金支架本体、镁金属支架本体、不锈钢支架本体和钴铬合金支架本体。

11、进一步地说，该支架本体为采用3d打印技术生产的支架本体

12、进一步地说，高分子载体层粘附在支架本体的表面；所述高分子载体层的厚度为50μm-500μm。

13、进一步地说，所述高分子载体层为聚乳酸(pla)层、聚己内酯(pcl)层、聚乳酸-羟基乙酸(plga)层、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)层、聚l-乳酸(plla)层、聚乙二醇(peg)层、聚乙二醇二丙烯酸酯(pegdma)层或聚氨酯层。

14、进一步地说，水凝胶载体层为海藻酸钠层、丝素蛋白层、壳聚糖层、明胶层或透明质酸合甲基丙烯酰化明胶(gelma)层。

15、本实用新型的有益效果是：

16、(1)本实用新型的支架具有符合骨组织再生所需的多孔结构，保证骨再生过程中的代谢需求；

17、(2)本实用新型的支架本体为金属支架本体，能够应用在承重部位的骨修复；

18、(3)本实用新型采用生物活性高分子材料作为高分子载体层粘附在支架本体的表面，改善了骨修复植入物功能单一的问题，使其具有多重功能，有效提升样件植入后的生物活性和抗菌效果；另外生物活性高分子材料降解缓慢，可以持续释放负载的药物和各种生物活性物质。

19、(4)本实用新型采用水凝胶载体层作为最外层的填充物，该物质的特点是降解速率较快，并且可以释放药物或生物活性离子等物质，在骨修复初期加快因手术导致的组织愈合。

20、(5)本实用新型制备的支架的整体力学性能好，并且弹性模量相较于金属植入物下降，有效改善金属植入物弹性模量较高植入后产生应力屏蔽的问题。

21、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种节段骨复合多孔支架，其特征在于：包括支架本体、高分子载体层和水凝胶载体层，所述高分子载体层位于所述支架本体的表面，所述水凝胶载体层位于所述高分子载体层的表面；

2.根据权利要求1所述的节段骨复合多孔支架，其特征在于：所述支架为圆柱体，圆柱体的直径大小为5mm-20mm，高度为5mm-30mm；孔隙直径为50-1000μm。

3.根据权利要求2所述的节段骨复合多孔支架，其特征在于：圆柱体从中心向外呈现孔径变小的梯度多孔结构，内部孔隙率为50-90％，外部孔隙率为70％-95％。

4.根据权利要求2所述的节段骨复合多孔支架，其特征在于：所述圆柱体的多孔结构为孔均匀大小的多孔结构，所述孔隙率为50-90％。

5.根据权利要求1所述的节段骨复合多孔支架，其特征在于：所述支架固定点为圆孔，所述圆孔的直径为0.5-2.5mm。

6.根据权利要求1所述的节段骨复合多孔支架，其特征在于：所述支架的端部皆设有两个支架固定点，同一端的两个支架成180°设置，一端的两个支架固定点之间的连线与另一端的两个支架固定点之间的连线垂直。

7.根据权利要求1所述的节段骨复合多孔支架，其特征在于：高分子载体层粘附在支架本体的表面；所述高分子载体层的厚度为50μm-500μm。

技术总结
本技术公开了一种节段骨复合多孔支架，包括支架本体、高分子载体层和水凝胶载体层，所述高分子载体层位于所述支架本体的表面，所述水凝胶载体层位于所述高分子载体层的表面；所述支架本体为多孔结构，且该多孔结构的孔为贯通孔；所述水凝胶载体层填充于所述多孔结构；所述支架的两端形成支架固定单元，所述支架固定单元设有支架固定点；所述支架本体为金属支架本体。本技术通过对支架三维结构的设计以及表面功能层的设计，使植入物能够满足材料所需的多种性能。

技术研发人员：张寒旭,李祥
受保护的技术使用者：苏州智骨医疗科技有限公司
技术研发日：20230106
技术公布日：2024/1/12