[发明专利]一种3D打印的可降解胸肋骨植入物

说明书

一种3D打印的可降解胸肋骨植入物，包括主体及其上设有的固定端口，其中主体弧度与肋骨缺损弧度一致；主体具有多层结构，内层为力学支撑‑骨融合结构，以提供维持胸廓结构形态、呼吸扩张所需初期强度及新生骨组织生长的空间，外层为多孔结构，以便于周围软组织长入与后期生物融合固定；主体上的固定端口与对应胸肋骨结合部位安装固定；通过对可降解材料组分与宏微观结构的调控，对可降解胸肋骨植入物功能进行编程，实现力学稳定与组织再生的动态匹配与转化，随着可降解胸肋骨植入物材料的降解，自体组织逐渐生长渗入并完全取代可降解胸肋骨植入物；本发明能够适应儿童先天性胸肋骨缺损的修复要求。

技术领域

本发明涉及组织工程、再生医学与医疗器械技术领域，具体涉及一种3D打印的可降解胸肋骨植入物。

背景技术

肋骨缺失是一种先天性的胸壁畸形，表现为一条或多条肋骨部分或者全部缺失。肋骨是胸廓的主要结构，参与胸廓的各项生理功能，肋骨缺失将影响胸廓的完整性，对人体脊柱形态、呼吸功能与外观美感带来严重危害，导致脊柱侧弯、反常呼吸、胸廓畸形，严重时甚至危及患者生命。

临床上针对胸肋骨的重建方法较多，如自体/异体骨移植、利用钢板、钛网等材料进行修补：但骨组织移植受限于供体骨的质量，针对大面积的胸肋骨修复，供体来源受限，此外，具有良好的血运是移植骨成活的前提，移植骨必须具备足够的固定，消除相对运动以支持新生血管的长入。金属材料如钢板、钛板等则面临着不利于塑形与剪裁，与患者自身吻合性完全依赖医生的手感与经验，且难固定、易松动。

目前，国内外利用3D打印技术与钛合金材料已经实现了个性化胸肋骨的制造，成功完成了胸壁结构的修复。但金属假体强度远大于自体骨，无法完全实现胸廓的功能，术后患者出现胸部憋闷呼吸困难的症状，此外，金属材料也对术后的影像学检测造成困扰。

近年来，利用PEEK(聚醚醚酮)材料制造胸肋骨假体取得了一定的进展，PEEK材料与骨组织模量强度接近，组织相容性良好；此外，X射线对PEEK有良好的穿透性，胸肋骨的重建后不影响X线检测；已有研究通过对PEEK假体结构个性化设计与3D打印，匹配了自然肋骨、肋软骨的形态与力学性能，有利于恢复胸廓的呼吸功能。

然而，不论使用不可降解的金属亦或是PEKK材料，都无法满足儿童先天性胸肋骨缺损的重建需求。和成人相比，儿童的胸肋骨仍处于逐渐生长和扩张的阶段，前期用于维持胸廓外形的、具有固定形态的金属或PEEK假体将在儿童成长过程中成为新的阻碍，严重影响儿童胸廓及其内部重要功能器官如心、肺的发育与生长。因此，亟需一种针对儿童先天性胸肋骨缺损的胸肋骨植入物。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种3D打印的可降解胸肋骨植入物，能够适应儿童先天性胸肋骨缺损的修复要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种3D打印的可降解胸肋骨植入物，包括主体及其上设有的固定端口，其中主体弧度与肋骨缺损弧度一致；主体具有多层结构，内层为力学支撑-骨融合结构，以提供维持胸廓结构形态、呼吸扩张所需初期强度及新生骨组织生长的空间，外层为多孔结构，以便于周围软组织长入与后期生物融合固定；主体上的固定端口与对应胸肋骨结合部位安装固定；通过对可降解材料组分与宏微观结构的调控，对可降解胸肋骨植入物功能进行编程，实现力学稳定与组织再生的动态匹配与转化，随着可降解胸肋骨植入物材料的降解，自体组织逐渐生长渗入并完全取代可降解胸肋骨植入物。

所述的可降解胸肋骨植入物的主体内层力学支撑-骨融合结构，其被实体薄层包裹，力学支撑-骨融合结构截面为比例缩放后的肋骨截面轮廓、变截面或等截面圆形、椭圆形、工字形形状，截面面积占植入物主体截面面积的30-100％；主体植入前或植入期间具有支持骨组织生长的微孔隙，孔隙大小为100μm～2mm。

所述的可降解胸肋骨植入物主体外层的多孔结构为通孔、基于微杆的晶格结构、基于极小曲面的多孔结构，可变孔隙的梯度结构中的一种或几种，孔隙大小为500μm～2mm。