[發明專利]組織修復裝置和支架

無效

• 申請號: 201380040824.5
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104902936A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: J.L.里奇;E.克拉克;P.克爾霍;E.D.雷科夫;V.P.湯普森;J.斯梅
• 申請（專利權）人: 紐約大學
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56;A61F2/02;A61F2/28;A61L27/54
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;肖日松

技術領域

本發明涉及用于促進骨生長以及處理骨折、缺陷或缺損的多相、三維打印的組織修復裝置或支架，用于完成其的方法以及使用其促進骨生長以及處理骨折、缺陷或缺損的方法。

背景技術

在顱面的整形外科以及矯形外科的場所(arenas)中，骨和柔軟組織缺陷經常使用自生組織移植物、處理過的人異體移植材料或異質成形(合成)材料填充，所有這些材料具有缺損。自生材料必須從另一外科位置收集，且處理過的人異體移植物是昂貴的、不相容的且可造成疾病傳播的風險。異質成形材料有時執行不良，且有時持久或者永久，且可被感染。所有這些材料必須成形以適合復雜的位置或可粒狀成型且必須設法固定就位。繼續搜尋一種理想的骨修復材料，可定制制作以適合復雜的缺陷的一種材料，其將刺激骨修復以填充大的骨缺陷，且將最終溶解和/或重構掉，從而僅剩下重生的骨。可用于類似用途的一些異質成形材料包括通過由JBMR?A部分Owen等、Biomaterials?2011?Chen等、Tiss?Eng?B部分?2010?Kim等以及Acta?Biomaterialia?2011?Fu等描述的那些。

不同于成年人，要求復雜的顱面修復的孩子，例如帶有牙槽嵴裂或帶有Treacher-Collin綜合癥的孩子，要求完全可吸收的材料，其可使得骨再生與顱面生長結合。在骨移植不足以修復這些缺陷的情況下，這些孩子要求在骨修復技術中的創新。理想的骨修復支架需要現貨供應和/或定制制作以緊密地適合失去的或缺掉的三維結構。諸如粒子瀝濾法、分相/倒相、致孔(porogen)法以及旋轉鑄造的三維泡沫支架制作技術，雖然控制總體微孔大小分布，但是不控制單個微孔位置、微孔形態以及微孔互聯；有充分證據表明后者對于促進營養和代謝物交換以及促進骨和血管細胞通過支架的傳導是必須的(J?Mater?Sci?Mater?Med?2010;21:3195-3205，Lee等)。

如由J?Am?Ceram?Soc?2006;89:96-103，Nadkarni等詳述的一種有用的三維印刷過程，“直接寫(DW)”是基于像連續細絲的膠體墨的擠出/沉積。DW要求在墨水中用于自給的細絲/支柱的最小處理輔助(即，聚合物)，其將實現骨支架所要求的格子結構的印刷。支架通過將墨擠出在XY平面上而打印，“寫”出底層，然后沿Z高度移動以寫附加的層，直到形成三維結構。所打印的綠色本體的后處理要求燃盡粘合劑且在高溫熔爐中燒結。所得到的支架具有高分辨率且非常可再生。

由J?Biomed?Mater?Res?2007;83?A:747-758，Simon等做出的在先工作包括利用羥磷灰石(HA)填充11毫米的兔顱骨環鋸缺陷。能夠通過添加β-磷酸三鈣(βTOP)到HA以形成兩相膠體而增加支架再吸收，其已經示出為是骨引導以及可重構的。此外，已添加硫酸鈣(CS)以作為臨時填充物填充在支柱之間的空間。CS已知完全可吸收、骨引導、生成血管以及生物相容(J?Biomed?Mater?Res?2009;88B:597-610，Thomas等)，且在支架中用于當做在骨向內生長前側之前溶解的填充物。

確定間隙孔空間和支柱模式如何確定向內生長的骨的形態將是有用的。雖然許多研究指向調查在微孔大小和骨形成之間的關系，但是最佳的微孔大小是不確定的，其中大多數研究建議100到400μm的范圍(Clin?Orthop?Relat?Res?2002;395:81-98，LeGeros)。DW允許在支架中受控制的間隙孔大小的生產。用于顱頂缺陷的一個先前支架設計包括帶有象限(quadrants)的11?mm的盤，其包括在250μm到400μm支架的不同的格子間隔。在活體內8和16周之后，較小的微孔區域產生與較大的微孔區域不同模式的骨生長和支架再吸收(Biological?Mechanisms?of?Calcium?Sulfate?Calcium?Sulfate?Replacement?by?Bone，J?Craniofac?Surg?2012;23:00-00;?Ricci等在：Bone?Engineering，ed.?JE?Davies?Em?Inc.加拿大，安大略省，多倫多市，30章，332-344，2000)。