[发明专利]一种带有表面微纹的骨科植入物

说明书

技术领域

本发明涉及骨科植入物，特别涉及一种加快骨组织修复的表面结构。

背景技术

骨创伤与其导致的骨缺损常困扰骨科临床工作。骨移植虽然可以解决一些最复杂的案例，但往往并发症发生率高。自体骨移植可以降低排异反应的发生率，但需要多次手术，且要考虑供应部位的病理改变。应用金属植入物有较好的机械强度，仍然是稳固骨折段的经典手段。

长期以来，大量研究集中于种植体与骨组织的结合界面上，即通过物理、化学等方式对材料表面进行修饰，以改变材料表面的生物活性，获得良好的骨结合作用。例如，研究通过结合生长因子于金属材料表面涂层中，在植入材料后诱导干细胞向骨及软骨方面分化。如专利CN 101721743 A或专利CN 202537715，均通过装载药物于植入物表面，以促进新骨生成和防止异位成骨。然而骨组织修复往往是一个缓慢的过程，骨组织修复材料往往有较长的植入寿命。一次性投药难以符合骨科材料长期性植入的特点，且BMP等生长因子需要在局部组织维持一定的有效浓度，通过现有涂层方法尚不能长时间支持组织生长。通过涂层及化学方法装载生长因子，容易导致有机溶剂残留，并且生物活性组分代价高昂，制备工艺复杂。

另外一些研究通过增加骨接触面的粗糙度或增加凹孔结构，以增强材料植入初期的稳定性。如专利CN 200410081014.7、CN 03233920.8和CN 202537634U等，但这些表面处理方式仅考虑到材料与骨组织的机械结合性能，忽略了表面结构对干细胞和组织生长的诱导作用。而大量体内与体外实验证实，适宜的微纹理结构可以很好的模仿然细胞外基质的有序结构natural extracellular matrix ，ECM）。细胞基质的主要成分是胶原蛋白纳米纤维，直径50-500纳米，并且以其空间结构调控细胞行为。

发明内容

本发明所要解决的问题是引导干细胞或骨细胞的增殖方向，加快骨组织修复。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种带有表面微纹的骨科植入物，包括植入物本体，所述植入物本体的表面设有微纹区，微纹区的表面设有微纹路，所述的微纹路由相互平行的微凹槽和微凸脊相间排列而成。微凹槽的深度为1－50微米，宽度为5－50微米，微凹槽的间距为10－100微米。所述的微纹路为直线形或波浪形或曲线形或折线形，由激光蚀刻或化学蚀刻的方法刻划得到。植入物本体由钛合金制成。本发明中，该骨科植入物可以是骨钉（螺钉）或骨针（克氏针）或接骨板等。

本发明的技术效果包括：

1.        这种表面处理方式不添加额外的化学组分，生物安全性好。不依赖生物活性组分，成本较低。加工过程为计算机控制的雕刻工艺，成型过程自动化程度高、产量大。加工所得的微阵列仍为胚体金属材质，具备可高温消毒，坚固的特点。

2.        微纹路可增加植入物表面的粗糙度，具备传统表面粗糙工艺的亚光质地和便于临床赋形的特点。而通过对表面阵列的各参数进行体外筛选，证实只有特定设计的微阵列表面可取得对干细胞的理想刺激效果。因而我们将优化筛选后的微阵列加工于植入材料表面，可提供牢固结合结缔组织与刺激干细胞定向生长的效果。

3.        随着植入性骨修复手术的成功率不断提高，在手术中获得良好的骨结合后，长期植入过程中对周围组织的稳定支持以及对骨细胞迁徙方向的引导作用，是影响骨修复远期成功率的关键因素。本发明骨科植入物表面的微纹路可以引导干细胞或骨细胞沿着微纹路的方向排列增殖，这种定向增殖增加了细胞的生长效率，从而快成骨细胞向伤段集结，尽早形成通过骨折线的骨痂，最终加快骨组织的修复过程。

附图说明

图1是本发明接骨板的结构示意图。

图2是本发明骨针的结构示意图。

图3是图1中标记为R部分的放大后微纹路的结构示意图。

图4是本发明微纹路的微凹槽与微凸脊的截面结构示意图。

图5是本发明在带有表面微纹的植入物本体上培育干细胞的实验效果图。

图6是本发明表面微纹路呈折线形状的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。