[发明专利]3D打印人工骨复合纤维蛋白支架的配方以及制备方法

说明书

本发明公开了3D打印人工骨复合纤维蛋白支架的配方及其制备方法，含有医用级胶原粉末、0.05mol/L醋酸溶液、医用级羟基磷灰石粉末、质量分数1％京尼平溶液、富血小板纤维蛋白五种成分：首先将医用级胶原粉末溶解于0.05mol/L的醋酸溶液制成胶原胶体，随后将医用级羟基磷灰石粉末、胶原胶体搅拌均匀制成羟基磷灰石、胶原打印原材料，根据患者骨缺损CT数据通过3D生物打印机打印中空个体化组织工程骨，移植人工骨支架手术过程中，离心患者血液制备富血小板纤维蛋白，再置入组织工程骨中空管腔中，制得具有促进人体骨再生能力的羟基磷灰石、胶原、富血小板纤维蛋白人工骨。该人工骨可以缓慢释放患者富血小板纤维蛋白中的自体生长因子，促进人体骨缺损的修复。

技术领域

本发明属于医药技术领域，尤其涉及3D打印人工骨复合纤维蛋白支架的配方及其制备方法。

背景技术

大段骨缺损的修复一直是困扰骨科医生的难题，目前修复策略包括自体骨、异体骨和人工材料移植等。自体骨移植虽是治疗的金标准，但移植过程中会造成取骨区出血、感染；同种异体骨移植存在着免疫排斥、传播疾病的风险；骨组织工程的迅速发展给大段骨缺损的修复提供了一种较为可行的方法。传统方法制备支架的内部结构往往是不可人为控制的，而3D打印技术可针对骨缺损的形状为患者量身定做支架外形；同时，由于制作过程受到电脑的严格操控，可以精细控制支架的孔径、孔道连通率，这对支架发挥功能具有重要的作用。

3D打印过程中，生物陶瓷浆料从打印喷头挤出，通过叠层制造的方法堆积成型，浆料中可以加入生物因子或者特定药物，整个打印过程控制在低温下进行，含有生物因子或者药物的浆料通过打印喷头挤出，不破坏生物因子和药物的活性。羟基磷灰石是一种生物陶瓷材料，具有优良的生物相容性和生物降解性，目前较多的应用于骨组织工程、骨水泥等的相关研究。胶原是天然骨组织中的重要有机成分，具有良好的生物相容性、降解性以及促进成骨的能力，大量实验证明胶原可以促进骨髓间充质干细胞迁移、黏附、增殖以及成骨分化。富血小板纤维蛋白是第二代血小板浓聚物，制备方法简单，三维网状结构网罗大量血小板激活释放的生物因子，随着纤维蛋白网状结构的降解缓慢释放，促进富血小板纤维蛋白置入部位的组织愈合。将羟基磷灰石、胶原混合进行低温3D打印人工骨支架，将患者血液离心制得富血小板纤维蛋白，并将富血小板纤维蛋白置入中空的骨支架内，利用患者自身产生的细胞因子促进患者骨缺损部位的修复，避免了免疫排斥反应，同时，制备过程运用3D打印技术可制备任意孔径、孔隙率的支架，真正做到了个体化治疗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供3D打印人工骨复合纤维蛋白支架的配方及其制备方法，本发明很好的解决大段骨缺损以及骨不连患者个体化治疗这一难题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：3D打印人工骨的配方，其特征在于：采用以下配方：包括5g医用级胶原粉末、0.05mol/L醋酸溶液25mL、10g医用级羟基磷灰石粉末(平均粒径100nm)、质量分数1％的京尼平溶液20mL。

制备权利要求1所述的3D打印人工骨复合纤维蛋白支架的配方及其制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：

⑴、配制胶原胶体：将5g医用级胶原粉末溶于25mL的0.05mol/L醋酸溶液制备胶原胶体；

(2)混合：按胶原/羟基磷灰石质量比1：2的比例将含有5g胶原的胶体和10g羟基磷灰石粉末混合；

⑶、搅拌：将(2)混合的材料搅拌均匀，制得羟基磷灰石、胶原打印原料，即生物打印机的生物墨水。

⑷、三维重建：获取患者骨缺损部位的CT数据,利用阈值分割与区域增长相结合的方法分割CT图像,通过布尔运算获得分层CT图像蒙版(Mask)后进行三维重建,运用RepetierHost软件来构建个性化中空骨组织工程支架三维数字模型,并以羟基磷灰石/胶原膏体混合组织为原材料借助3D打印技术制备支架材料；