[发明专利]一种载银离子具有力学梯度的人工骨支架的制备方法

摘要

本发明提出一种载银离子具有力学梯度的人工骨支架的制备方法，采用生物三维挤压成型机快速成型方法，将载银离子的珊瑚羟基磷灰石与聚乙烯醇和丝素蛋白混合分别形成皮质骨和松质骨的材料，利用计算机处理人工骨支架三维CAD模型，将生物黏结剂与两种粉末按不同比例混合后分别装入不同的生物三维挤压成型机储液仓中，通过挤压成型得到一种具有力学梯度性能，具有抗感染特性，生物相容性好的的高度仿生骨支架模型。不仅增强了骨支架的机械强度，通过符合个性化要求的生物力学提高病灶缺损处的支撑稳定性，有效改善患处周围受损神经的恢复，而且载银离子还能提高生物材料的成骨潜能和生物相容性，避免对患处产生额外的毒副作用与炎性反应，并促进成骨细胞在植入骨支架上的再生作用。

主权项

1.一种载银离子具有力学梯度的人工骨支架的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：取颗粒大小为140～200μm珊瑚羟基磷灰石粉末以及10－4mol/L AgNO3溶液按100g粉末对应1L溶液的比例进行配比，将珊瑚羟基磷灰石粉末浸泡在AgNO3溶液中，搅拌后静置至少24小时；之后取出珊瑚羟基磷灰石粉末，并用去离子水洗涤，洗涤后真空冷冻干燥至少48小时，得到载银珊瑚羟基磷灰石粉末，避光备用；步骤2：将PVA粉与蒸馏水混合形成12％PVA的溶液，水浴加热至90～99℃，保温至少1小时使PVA粉充分溶解，自然冷却后再放入冷冻环境中，反复冷冻‑融化多次，形成浓度为12％的PVA水凝胶试样；步骤3：将载银珊瑚羟基磷灰石粉末与12％PVA水凝胶按质量比：m(CHA‑Ag):m(PVA)＝1:1.2～1:1.6充分搅拌使其混合均匀，形成制备骨支架皮质骨的材料；步骤4：取丝素蛋白粉末、PVA粉和水按1:4:35质量比均匀混合后加入蒸馏水，水浴加热至90～99℃，保温至少1小时使PVA粉和丝素蛋白粉末充分溶解，自然冷却后再放入冷冻环境中，反复冷冻‑融化多次，形成SF/PVA复合水凝胶试样；步骤5：将SF/PVA复合水凝胶和载银珊瑚羟基磷灰石按质量比：m(SF/PVA)：m(CHA‑Ag)＝1:1.2～1:1.6进行充分混合，形成制备骨支架松质骨的材料；步骤6：将步骤3得到的制备骨支架皮质骨的材料、步骤5得到的制备骨支架松质骨的材料、生物粘结剂分别按照质量比为70％:10％:20％、30％:50％:20％、10％:70％:20％三种比例充分混合后，分别加入挤压成型机的储液腔A、B和C中；步骤7：建立人工骨支架三维模型，并对三维模型进行分层切片处理，获取分层截面数据；将每层截面由内到外分成3个梯度a、b、c，其中a区形状是具有可变直径的中心区域，b、c为中心区域外侧具有相应宽度的环形，在同一径向上，a区半径：b区外环半径：c区外环半径＝1.5:2.5:4.5；步骤8：按照步骤7的分层截面数据和每层截面的梯度分区，将挤压成型机储液腔A、B和C中放入的原材料分别挤压至分层截面的a、b、c三个分区中；步骤9：重复步骤8，直至所有分层打印完毕，支架制作完成；取出支架，对支架进行强化、打磨处理。