一种3D打印PLGA/CHA/nmZnO个性化多孔抗菌颌骨骨缺损修复支架的方法与流程

文档序号:36727273发布日期:2024-01-16 12:35阅读:19来源:国知局

本发明属于材料,具体涉及一种3d打印plga/cha/nmzno个性化多孔抗菌颌骨骨缺损修复支架的方法。


背景技术:

1、目前种植牙技术高速发展,选择种植牙作为牙列缺损及牙列缺失修复方案的患者越来越多,然而由于炎症、创伤、肿瘤等因素造成颌骨不同程度的骨缺损,种植体无法按照理想的角度及位置植入颌骨从而实现以修复为导向的种植,因此需要对理想的植入位点进行骨修复重建。gbr(guided bone regeneration)引导骨再生技术,指利用屏障膜特性,阻止来自周围软组织的成纤维细胞,让骨面处的成骨细胞有足够的时间增殖,最终达到骨组织再生、定向修复的目的。

2、引导骨再生技术若要完成骨缺损区域的修复,骨移植材料是必备条件之一。自体骨作为骨移植材料的“金标准”,具有优异的骨引导、骨诱导及骨生成作用,可以实现对骨缺损区最佳的修复重建,然而自体骨由于需要开辟二次术区,加大了患者的创伤及感染风险,同时自体骨取骨量有限,无法实现大范围骨缺损的修复重建,多重因素导致自体骨作为骨移植材料应用受限。同种异体骨(人体骨)及异种骨(猪骨或者牛骨)是通过脱水、脱脂、脱矿、冻干、杀菌等工艺制备而成,与自体骨相比具有取材来源广泛、无需开辟二次术区等优点,因此临床应用较为广泛,由于其形态大多为颗粒状骨粉,在骨缺损区需要少量多次放入骨粉材料,延长了手术时间、增加了感染风险,并且在颌骨较大范围的骨缺损区域行单纯的引导骨再生术后,易受到肌肉的牵拉及口唇活动的影响,造成骨粉产生移动,导致成骨空间的变形及塌陷,最终导致骨缺损区域成骨不良。不可吸收膜及钛网的应用虽然能有效的稳定骨粉材料,维持成骨空间,但仍需二次手术取出,同时最终成骨效果取决于不同医师的临床操作水平,可预期性不同,无法实现精准的骨增量手术效果。

3、3d打印技术出现在20世纪90年代中期,其原理是将计算机设计完成的模型数据导入3d打印机,3d打印机通过预设的打印路径将金属、陶瓷、塑料等打印材料逐层堆叠,最终形成实物。生物3d打印是3d打印技术在生物医学领域中的交叉应用,具有重要的研究意义及应用前景。3d打印技术由于其可量身定制性,结构和孔隙可控性以及可复合多种材料等特性在骨组织工程领域具有无可比拟的优势。近年来,利用3d打印技术制作长骨及脊椎等个性化的骨科植入物已取得突破性进展,但由于3d打印技术对打印材料性能要求极高,以及牙槽骨缺损形态的不规则、骨缺损区的尺寸较小等因素导致3d打印的颌骨植入物精度不佳,均限制了3d打印技术在口腔颌面部骨缺损领域的应用。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是:将具有多孔结构及降解可控的珊瑚羟基磷灰石(cha)、抗菌活性的纳米氧化锌(nmzno)以及良好生物相容性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga)构建可3d打印的多孔抗菌复合材料,实现个性化颌骨骨缺损修复支架的制备。

2、本发明技术方案是:

3、第一步骤是cha/nmzno多孔抗菌材料的制备;

4、第二步骤是plga/cha/nmzno可3d打印材料的制备;

5、第三步骤是利用拔除第一前磨牙的患者的牙槽窝骨缺损cbct数据进行3d建模;

6、第四步骤是将3d建模数据导入3d打印机,设置相关参数,进行模型打印。

7、本发明的有益效果是:

8、通过溶胶凝胶法成功实现纳米氧化锌在珊瑚羟基磷灰石表面的均匀熔覆,制备出新型抗菌多孔骨修复材料珊瑚羟基磷灰石纳米氧化锌(cha/nmzno),但经过烧结工艺后的cha/nmzno质地脆弱,极易压碎成粉末状,缺乏良好的力学性能与形态结构,无法为骨缺损区的骨组织愈合再生提供足够的空间维持。本发明在cha/nmzno材料中加入生物高分子plga材料组成复合材料,通过生物挤出式3d打印技术成功制备出牙根样个性化多孔抗菌颌骨骨缺损修复复合支架,该复合材料支架形态复杂,尺寸大小与设计牙槽骨缺损大小相近,经实验检测支架的弹性模量为31.18±12.30mpa,压缩强度为12.31±4.80n,支架孔径分布为5nm-350um之间,其力学强度及孔径结构符合骨缺损修复支架的基本要求。本发明中将cha/nmzno与plga材料复合解决了cha/nmzno力学强度不足的问题,同时通过调整plga与cha/nmzno两种材料的成分配比为4:1及打印参数,该比例下的plga/cha/nmzno复合材料熔融后具备良好的流变性,进一步解决了利用生物挤出式3d打印技术制备口腔小微尺寸三维骨缺损修复支架的技术难点,为诸如cha/nmzno生物陶瓷类骨缺损修复支架的三维打印成型提供了创新性方法,本发明制备的三维支架也为临床治疗牙槽骨缺损提供了一种新型抗菌骨修复材料,以期实现精准的骨增量手术及可预期的成骨效果。



技术特征:

1.一种3d打印plga/cha/nmzno个性化多孔抗菌颌骨骨缺损修复支架的方法,其特征在于包括如下步骤:


技术总结
本发明涉及一种3D打印PLGA/CHA/nmZnO个性化多孔抗菌颌骨骨缺损修复支架的方法,包括如下步骤:第一步骤是CHA/nmZnO多孔抗菌材料的制备;第二步骤是PLGA/CHA/nmZnO可3D打印材料的制备;第三步骤是利用拔除第一前磨牙的患者的牙槽窝骨缺损CBCT数据进行3D建模;第四步骤是将3D建模数据导入3D打印机,设置相关参数,进行模型打印。本发明制作的个性化多孔抗菌颌骨骨缺损修复支架,可按术前设计与骨缺损区直接匹配,减少手术及创口暴露时间,稳定骨移植材料,同时由于纳米氧化锌的抗菌活性,减少术中及术后感染的风险,实现精准的骨增量手术及可预期的成骨效果。

技术研发人员:张文云,杨城,苏军,颜亭亭,施少杰,杨丽,和丽佳
受保护的技术使用者:中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1