[发明专利]一种具有储药功能的颌骨植入体设计制备方法

说明书

本发明属于口腔医疗植入器械设计制造技术领域，具体涉及一种具有储药功能的颌骨植入体设计制备方法，该制备方法包含载药/释药性能驱动下的植入体储药容腔几何‑物理结构设计、激光增材‑微织构刻蚀增减材制备、水溶性药剂装载及其释药量评价等步骤。本发明旨在公开一种颌骨植入体材料‑结构‑性能一体化设计制备新方法，通过构筑储药物理空间、对储药容腔释药口的类蜂窝状织构化亲/疏水改性，确保大分子药物的足量装载的同时，实现对大分子药物的可控缓释，其方法简单、易于实施。

技术领域

本发明属于口腔医疗植入器械设计制造技术领域，具体涉及一种具有储药功能的颌骨植入体设计制备方法。

背景技术

随着面部恶性肿瘤、交通意外创伤、先天性面部畸形的持续高发，对下颌面节段性骨缺损修复、特别是全/半下颌骨植入需求日益增加，基于数字化3D打印的人造颌骨定制化移植修复已成为当前口腔临床应用领域的技术热点。然而，以钛合金为代表的骨植入体，植入后与病灶组织的骨性键合差，易引发炎症响应。因此，如何在数字化3D打印钛颌骨植入体病灶贴合处，构筑储药功能表面，用以装载抗感染药物实现长效缓释治愈，仍是当前口腔颌面移植临床领域的前沿热点与难点，得到了国内外科研与医疗工作者的广泛关注。

目前，适用于骨植入体的载药缓释系统分为植入体表面涂层载药(包括但不限于壳聚糖、聚乳酸一羟基乙酸PLGA)、表面微纳米修饰载药(包括但不限于介孔材料、碳纳米管)、可降解微球载药。如公开号为CN109806400A、CN105460940A和CN104030296A的中国发明专利通过物理化学方法制备高孔隙率的介孔药物载体材料以存放药剂，虽能一定程度上增大植入体的载药量，但也因为介孔材料的高孔隙率使得释药速率相对较快，且药物载体与骨植入基体结合强度低，存在载体材料易剥落等不足；公开号为CN112603892A、CN102641246A和CN103054809A的中国发明专利中通过姜黄素微粒化等方法来制备的缓释微球，包封率好和无突释等优点，但单个微球载药量太小，多微球无法靶向释药；公开号为CN109077991A和CN103893777A的中国专利中通过在植入体表面制备碳纳米管药物传递载体，具有靶向给药、可控缓释等优点，但碳纳米管空间太小，大分子量水溶性药剂无法装载，导致载药量不足；公开号CN1857730A的中国发明专利在PLGA载体表面设计制备了微孔结构和多腔体结构，通过热压封装，实现扑尔敏和扑热息痛等小分子量药剂的装载，克服了初期药物释放滞后及中期突释。有学者认识到表面微/纳织构对药物控释的影响，如论文《镁合金骨板组织液流场分析及表面织构优化》在镁合金平板表面设计了正方形、半球形、六边形微织构，通过流场仿真，得出了织构有织构得骨板比无织构得镁合金骨板更能促进组织液与药物的流动，所述方法虽然能调整药物释放率，但受限于织构凹坑的体积，该方法载药量极小，且图形化织构刻蚀对象为具有完全支撑的镁合金平板，无法应用于局部支撑的储药微容腔孔口。

综上，口腔骨植入体载药，并使之缓释，其本质是骨植入体材料-结构-性能一体化设计制造问题。然而，传统载药方法忽视了这一点，未将储药空间、释药机制、材料性能深度耦合，造成储药空间小、给药时间短、材料力学性能差，具体表现为：其一、与植入体结合强度低，无法满足颌骨咬合、咀嚼等生理功能下的力学性能要求；其二、只能装载分子量小于200的药物，对于分子量大于1000的多肽类、蛋白质类抗感染药物承载能力差；其三、即便认识到表面织构对药物控释的影响，未见适用于储药容腔孔口的织构刻蚀方法与工艺。

发明内容

为解决上述问题，本发明基于储药多少和释药快慢与创面抗感染药理之间定量映射关系，适配释药性能驱动下的储药容腔几何-物理结构，公开了一种具有储药功能的颌骨植入体设计制备方法，是一种材料-结构-性能一体化设计制备方法。

按照本发明的技术方案，所述具有储药功能的颌骨植入体设计制备方法，包括以下步骤，

S1：植入体内储药容腔的设计