[發明專利]基于數字重建的礦化膠原基顱骨缺損修復體及制備方法

有效

• 申請號: 201610821983.4
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN106620846B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 吳夢雄;張華;朱金亮;宋天喜;仇志燁;李洪景
• 申請（專利權）人: 北京奧精醫藥科技有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;A61L27/24;A61L27/18;A61F2/28
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 周嬌嬌;譚輝<國際申請>=<國際公布>=

1.一種基于數字重建的礦化膠原基顱骨缺損修復體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取患者的顱骨影像數據；

S2、將獲得的顱骨影像數據導入醫學逆向軟件中，設置閾值上界和閾值下界以選取顱骨而排除周圍軟組織，并通過區域增長操作排除未與主體顱骨連接的骨組織，得到顱骨三維模型；

S3、將所述顱骨三維模型導入逆向工程軟件中，創建出與顱骨缺損處匹配的內部修復曲面和外部修復曲面的曲面模型；

S4、將步驟S3得到的曲面模型導入數字模型雕刻軟件中進行細節處理；

S5、將細節處理后的曲面模型導入逆向工程軟件中，將內部修復曲面和外部修復曲面縫合成封閉實體后構成修復體模型，并將該修復體模型與步驟S2得到的顱骨三維模型做布爾運算，使所述修復體模型的邊緣與缺損骨緣吻合；

S6、將步驟S5得到的修復體模型進行翻模操作，得到用于刀路編程的上模與下模加工數據，之后通過五軸數控加工中心加工出實體的模具；

S7、將礦化膠原/聚己內酯混合懸液倒入步驟S6加工好的模具中,將模具連同其中所灌注的混合懸液一起放置在-20℃的環境中預凍，待混合懸液冷凍成固體后卸去上模，然后放入冷凍干燥機中進行冷凍干燥直至重量不再發生變化，脫去模具，得到礦化膠原基顱骨缺損修復體；

所述礦化膠原/聚己內酯混合懸液通過以下方法制備：

步驟S7-1、將膠原溶于鹽酸、硝酸或醋酸中的任何一種，配制成膠原的酸溶液，其中膠原濃度為5.0×10^-5～5.0×10^-3g/mL；

步驟S7-2、持續攪拌步驟S7-1所得溶液，緩慢滴加含鈣離子的溶液，鈣離子的加入量為每克膠原對應加入鈣離子0.01～0.16mol；

步驟S7-3、持續攪拌步驟S7-2所得溶液，緩慢滴加含磷酸根離子的溶液，磷酸根離子的加入量與步驟S7-2中鈣離子加入量的摩爾比為Ca/P＝1/1～2/1；

步驟S7-4、持續攪拌步驟S7-3所得溶液，緩慢滴加NaOH溶液至混合體系pH＝6～8，當pH＝5～6時，混合體系開始出現沉淀，當pH＝7時，混合體系出現白色懸濁液；

步驟S7-5、將步驟S7-4所得混合體系靜置24～120小時，分離出沉淀并洗去雜質離子，隨后對混合體系進行濃縮，直至獲得固液比為0.03～0.06g/mL的礦化膠原膠凍；

步驟S7-6、將步驟S7-5獲得的礦化膠原膠凍進行冷凍干燥，獲得礦化膠原粉；

步驟S7-7、將分子量為50,000～500,000的聚己內酯在有機溶劑中配制成質量體積濃度為0.08～0.16g/mL的溶液；

步驟S7-8、在步驟S7-7所得聚己內酯溶液中加入步驟S7-6所得的仿生礦化膠原粉，并充分攪拌至混合均勻，制得礦化膠原/聚己內酯混合懸液，其中礦化膠原/聚己內酯的質量比為6:4～2:8，并使混合懸液的質量體積濃度為0.2～0.3g/mL。

2.根據權利要求1所述的基于數字重建的礦化膠原基顱骨缺損修復體的制備方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S3-1、將所述顱骨三維模型導入逆向工程軟件中，創建切割平面，將顱骨三維模型分割成包含顱骨缺損的模型以及未包含顱骨缺損的模型；所述切割平面平行于骨窗的法向投影，并且所述切割平面的分割邊緣與缺損骨緣的距離為15mm～20mm；

S3-2、在包含顱骨缺損的模型中，通過曲線創建命令沿著顱骨缺損靠近皮膚的外部邊緣選取曲率變化最大處，將曲率變化最大處的點連接成環，轉化成邊界，再將邊界內部的圖形刪除，創建出缺損邊界；同樣對顱骨缺損靠近硬腦膜的內部邊緣創建出缺損邊界；

S3-3、通過逆向工程軟件的曲率計算功能，按照缺損邊界周圍完好的自體骨的曲率擬合出待創建修復曲面，進而在缺損邊界處創建出修復體模型的內部和外部修復曲面。

3.根據權利要求1-2中任一項所述的基于數字重建的礦化膠原基顱骨缺損修復體的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中獲取患者顱骨影像數據的方式包括計算機斷層掃描、核磁共振和X射線。

4.根據權利要求1-2中任一項所述的基于數字重建的礦化膠原基顱骨缺損修復體的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中設置的閾值上界為2190-2196，閾值下界為222-230。