[发明专利]一种极小曲面结构载药陶瓷人工骨及其制备方法

说明书

本发明提供了一种极小曲面结构载药陶瓷人工骨及其制备方法，该方法将羧甲基纤维素粘结剂、β‑磷酸三钙、硫酸软骨素制备出打印浆料，使得该打印浆料中具有消炎作用，且因为硫酸软骨素为天然物质，具有一定的抗炎作用，使得该浆料能够解决患者发炎及治愈时间长等问题，在人工骨表面还加入有患者本身的物质，抗炎物质和患者本身的物质可以预防患者发炎并且促进新骨的形成，该物质大大提高了手术成功率降低了患者的疼痛，而且还可以精确制备出具有生物界中已有的极小曲面结构人工骨。

技术领域

本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种极小曲面结构载药陶瓷人工骨及其制备方法。

背景技术

人骨在人体中具有承重，力量传导以及缓冲等重要作用。然而，各种原因如炎症、损伤、肿瘤等都会引起人骨的损伤从而引起关节功能障碍。骨组织工程作为一种修复人骨的主要方法目前被广泛应用，传统骨修复材料的强韧性有限，故在植入人体后无法起到有效支撑作用，而且在治疗过程中容易引发炎症、患者恢复时间久，经济和身心均受到严重损害。除此之外，人工骨植入人体后需要满足相似的孔结构、孔隙率及孔径，如此有利于在人体中细胞的黏附及新骨的形成，包括营养物质的吸收及废料的排出等。真实的人骨具有不规则孔隙结构，它们分布在密度较小的松质骨和密度较大的密质骨中。而目前广泛用于人工骨结构的是规律性结构，包括正方体、长方体、圆柱状等，其中的孔隙结构也是规范排列，缺乏仿生特征，影响人工骨的生物学与力学相容性。

另外，对于术后发炎、手术失败率高、手术愈合时间久等缺点，还需要使用抗生素治疗炎症，比如庆大霉素、红霉素等。但是此类物质存在副作用，使用后可能会造成各种危害。儿童使用庆大霉素可能会产生过敏反应、成年人可能会对肾脏有危害。

另外传统的人工骨粘结剂主要包括聚乙内酯、聚乙烯醇等高分子聚合物，此类物质已被报告在生理环境中降解率缓慢和疏水性，将PCL在37℃的磷酸盐缓冲液(PBS)中浸泡40个月，质量几乎不改变，对于植入人体的降解人工骨而言，不利于细胞的黏附与增殖，而且其生物相容性及生物活性也不够好，长期植入人体影响人体功能恢复。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种极小曲面结构载药陶瓷人工骨及其制备方法，以解决现有技术中人工骨与人体相容性差，消炎药对人体有副作用的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种极小曲面结构载药陶瓷人工骨的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，配置羧甲基纤维素粘结剂；

步骤2，配制海藻酸钠溶液；

步骤3，将生物活性玻璃、β-磷酸三钙按照质量比(5～7):(3～5)混合，获得混合物A；在混合物A中加入羟基磷灰石晶须，获得混合物B，羟基磷灰石晶须在混合物B中的质量分数为4％～5％；再将硫酸钙、纤维蛋白原与硫酸软骨素按照质量分数比55％～65％、3％～5％、30％～42％混合，获得混合物C；将所述混合物C加入混合物B中，混合获得混合物D，其中混合物C在混合物B中的质量分数为5％～10％；将羧甲基纤维素粘结剂与海藻酸钠溶液以3:1～5:1的质量比混合后，获得混合物E；将混合物D与混合物E按照1.2:1～1.5:1的质量比混合后搅拌均匀，然后装入针筒中，脱泡获得打印浆料；

步骤4，构建三重周期极小曲面模型，导出为STL结构；

步骤5，利用3D打印机，将打印浆料按照三重周期极小曲面模型打印，获得第一过程人工骨；

步骤6，将第一过程人工骨冷冻干燥后，获得第二过程人工骨；

步骤7，将患者本身的红骨髓注入至第二过程人工骨中，获得极小曲面结构载药陶瓷人工骨。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，所述羧甲基纤维素粘结剂的浓度为6％～7％。