[發(fā)明專利]一種定向緩釋rhBMP?2的多孔金屬頸椎間融合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610130575.4
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105796214B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;王海;尹博;蘇新林;黃志峰;李強(qiáng);吳志宏;邱貴興
• 申請（專利權(quán)）人: 吳志宏;李波
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44;A61L27/42;A61L27/54;A61L27/56
• 代理公司: 北京中譽(yù)威圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11279
• 代理人: 孟祥斌,朱萍

1.一種定向緩釋rhBMP-2的多孔金屬頸椎間融合器，其特征在于，所述多孔金屬頸椎間融合器是由三維貫通多孔結(jié)構(gòu)和不具有多孔結(jié)構(gòu)的實(shí)體部組成，所述實(shí)體部與所述三維貫通多孔結(jié)構(gòu)為一體，所述實(shí)體部封閉了所述三維貫通多孔結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離椎管的一面；所述三維貫通多孔結(jié)構(gòu)是由多孔金屬支架，位于所述多孔金屬支架內(nèi)部的由天然高分子材料和生物陶瓷構(gòu)成的三維微支架以及位于所述三維微支架內(nèi)部的rhBMP-2緩釋系統(tǒng)組成；所述三維貫通多孔結(jié)構(gòu)朝向椎管的一面是不具有孔結(jié)構(gòu)的封閉面；所述三維貫通多孔結(jié)構(gòu)的中間部位設(shè)置一個(gè)上下貫通的中心孔；所述實(shí)體部上設(shè)有多個(gè)適于延伸至所述三維貫通多孔結(jié)構(gòu)的上下兩側(cè)的螺孔；所述多孔金屬支架是多孔鈦合金支架；所述天然高分子材料是明膠；所述生物陶瓷是納米羥基磷灰石；所述rhBMP緩釋系統(tǒng)是由rhBMP與緩釋載體制備而成，所述緩釋載體是殼聚糖；

所述多孔金屬頸椎間融合器的制備方法如下：

(1)將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標(biāo)骨組織的三維圖像，平均孔柱為100-1000μm、孔徑為300-3000μm，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴(kuò)展該圖像，得到個(gè)性化的多孔連通三維數(shù)字模型，支架的中間空腔直徑5mm，后壁封閉無孔，前部為鈦板樣結(jié)構(gòu)，內(nèi)有朝向兩端的螺釘孔道；

(2)采用EOS M280金屬材料3D打印機(jī)，以鈦合金為原料，依據(jù)設(shè)計(jì)模型打印具有所述實(shí)體部和多孔鈦合金支架的多孔金屬頸椎間融合器的基礎(chǔ)體；

(3)采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負(fù)載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球；

(4)將明膠顆粒加入到去離子水中，在37℃，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為1.5-20％；然后，將納米羥基磷灰石粉末nHA加入到明膠溶液中，形成的混合物中納米羥基磷灰石與明膠的質(zhì)量比為1-4：4，納米用超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)將混合物打散至均質(zhì)態(tài)，并加入步驟(3)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合；

(5)將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的所述基礎(chǔ)體中，并將所述基礎(chǔ)體浸泡在混合液中，放置4℃冰箱冷凍；

(6)取出步驟(5)中獲得的冷凍后的凝膠塊，給予刮除表面多余凝膠，加入0.1mol/L甘氨酸溶液，浸泡，同法，再用去離子水浸泡、清洗；

(7)將步驟(6)獲得的處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過所述處理物的上表面，而后放入-80℃冰箱冷凍；

(8)取出步驟(7)獲得的凍存物，放入真空冷凍干燥機(jī)中，-46℃冷凍干燥，即得到具有定向緩釋rhBMP-2的多孔金屬頸椎間融合器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔金屬頸椎間融合器，其特征在于，所述實(shí)體部設(shè)置4個(gè)用于固定所述多孔金屬頸椎間融合器的螺孔，4個(gè)所述螺孔位于同一直線上，穿過中間兩個(gè)螺孔的螺釘朝向斜下方，與平面呈40度角，穿過兩側(cè)螺孔的螺釘朝向斜上方，與平面呈40度角。

3.一種權(quán)利要求1或2所述的多孔金屬頸椎間融合器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括下列步驟：

(1)將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標(biāo)骨組織的三維圖像，平均孔柱為100-1000μm、孔徑為300-3000μm，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴(kuò)展該圖像，得到個(gè)性化的多孔連通三維數(shù)字模型，支架的中間空腔直徑5mm，后壁封閉無孔，前部為鈦板樣結(jié)構(gòu)，內(nèi)有朝向兩端的螺釘孔道；

(2)采用EOS M280金屬材料3D打印機(jī)，以鈦合金為原料，依據(jù)設(shè)計(jì)模型打印具有所述實(shí)體部和多孔鈦合金支架的多孔金屬頸椎間融合器的基礎(chǔ)體；

(3)采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負(fù)載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球；

(4)將明膠顆粒加入到去離子水中，在37℃，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為1.5-20％；然后，將納米羥基磷灰石粉末nHA加入到明膠溶液中，形成的混合物中納米羥基磷灰石與明膠的質(zhì)量比為1-4：4，納米用超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)將混合物打散至均質(zhì)態(tài)，并加入步驟(3)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合；

(5)將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的所述基礎(chǔ)體中，并將所述基礎(chǔ)體浸泡在混合液中，放置4℃冰箱冷凍；

(6)取出步驟(5)中獲得的冷凍后的凝膠塊，給予刮除表面多余凝膠，加入0.1mol/L甘氨酸溶液，浸泡，同法，再用去離子水浸泡、清洗；

(7)將步驟(6)獲得的處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過所述處理物的上表面，而后放入-80℃冰箱冷凍；

(8)取出步驟(7)獲得的凍存物，放入真空冷凍干燥機(jī)中，-46℃冷凍干燥，即得到具有定向緩釋rhBMP-2的多孔金屬頸椎間融合器。