[发明专利]用于高精度医学植入物的吸收剂和反射性生物相容性染料

说明书

本发明提供了一种用于可吸收支架和植入物的增材制造的可光聚合组合物，所述组合物包含生物相容性树脂。所述生物相容性树脂包含适于制造具有所需物理和化学性质的植入物的光引发剂或染料‑引发剂包的组合。染料或其它组分控制在增材制造装置中构建的所制造部件的层间(z)分辨率。光吸收剂或其它组分控制所制造部件的层内(x‑y)分辨率。

本案是本申请人于2013年12月2日提交的申请号为201380071954.5、题为“用于高精度医学植入物的吸收剂和反射性生物相容性染料”的专利申请的分案申请，该母案的全部内容通过引用并入本分案。

相关申请的交叉引用

本申请为2011年8月22日提交的国际专利申请PCT/US2011/048620的部分继续，其要求2010年8月20日提交的美国临时专利申请第61/373,353号和2011年5月29日提交的美国临时专利申请第61/491,194号的权益，这些临时专利申请以引用方式并入本文。本申请还要求2012年11月30日提交的美国临时专利申请第61/731,843号的优先权。

联邦资助通告

本发明在来自美国国家卫生研究院(National Institutes of Health，NIH)的政府支持下进行，批准号为R01-DE013740和R01-AR061460。政府对本发明享有一定权利。

背景技术

组织工程努力在组织中再生缺陷，其比未受协助的(unaided)身体自身可再生的更大。在大多数情况下，组织工程需要产生三种组分的技术：植入物(通常称为支架)、细胞和生长因子。组织再生需要灌注不仅对器官而且对脉管系统和常常结缔组织的功能具有特异性的细胞。生长因子可有助于浓缩的组织前体细胞的性能或修复宿主组织的复原。植入物或支架常常需要为干细胞和/或侵入宿主组织、脉管系统和结缔组织提供引导。植入物可设计为在患者的组织中匹配缺陷。植入物的形状可通过首先测量患者内的缺陷面积或体积来确定。依据所测得的缺陷面积或体积，可然后通过例如计算机辅助设计(CAD)来设计植入物。然后可制造植入物。

在设计和制造植入物时，考虑的因素包括足够的几何结构以提供适当的配合：(a)植入物的外表面在缺陷部位中的配合，和(b)植入物内的多孔空间，以引导组织、脉管系统和结缔组织的初始灌注。如果在植入物或支架的多孔空间之间的壁太厚，则它们可能无法吸收，从而变为重构的屏障。如果材料降解，则它们的副产物需要是无毒的并且容易代谢以便它们不阻碍组织再生或重构。

可设计支架的功能几何学特征以影响细胞附着、增殖或成熟。与细胞直接相互作用的表面特征包括支架粗糙度和多孔性。粗糙的多孔结构可促进细胞负载、新组织生长和宿主组织向内生长。设计者可运用多孔几何结构来控制整个植入物的机械性质以及孔隙空间的多孔性、曲率、渗透性和总孔隙体积二者。许多组织工程支架可能需要具有不同表面特征的200-1600微米范围的孔隙，例如50-500微米左右的孔隙开口形状。通常，可通过向制造支架的树脂中引入颗粒如磷酸三钙晶体来得到这些特征。然而，可能需要关注所述晶体在宿主身体中的吸收能力。

另一个重要的几何特征可以是为了使宿主组织不遭遇支架中的壁或屏障而对孔隙结构采取的倾斜取向，所述遭遇在当孔隙结构垂直构建时比当孔隙或通道朝向宿主组织取向时更加可能。植入物设计者可能想在支架内定向孔隙通道使得它们朝向宿主的组织打开，从而促进新组织向植入物内生长和植入物向宿主的组织中的有效结合。