[發明專利]一種個性化的3D打印椎間融合器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810492913.8
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108606860B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張婧;鄧坤學;袁玉宇
• 申請（專利權）人: 廣州邁普再生醫學科技股份有限公司
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44;A61L27/18;A61L27/32;A61L27/44;A61L27/46
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 馮振寧

本發明公開了一種個性化的3D打印椎間融合器及其制備方法，所述椎間融合器是以包括聚芳醚酮系列材料的制備原料通過選擇性激光燒結技術制得，所述椎間融合器具有中空三維連通結構。本發明的椎間融合器以聚芳醚酮系列材料為主要原料，采用選擇性激光燒結技術制得，能夠有效地提高原材料的利用率、便于內部復雜結構的實現、可以實現多組分原材料的復合，并可根據患者實際情況實現個性化產品的生產；進一步地，通過在制備原料中添加成骨活性粉體，使得椎間融合器表面具有細胞識別位點、適合細胞黏附和新骨沉積的微環境，從而提高椎間融合器和新骨之間的結合能力；另外通過在椎間融合器表面形成羥基磷灰石涂層，能夠在不影響其力學性能的前提下進一步提高其生物學性能。

技術領域

本發明涉及生物醫學技術領域，更具體地，涉及一種個性化的3D打印椎間融合器及其制備方法。

背景技術

目前，脊椎退行性疾病成為當今社會困擾人類的常見病和多發病。脊椎退行性病變導致椎間盤突出、椎體節段失穩、骨贅形成產生神經根壓迫癥狀等，嚴重影響患者的工作和生活。椎間融合術合并內固定術是現代臨床治療此類疾患的有效手段。椎間融合術常將病變椎間盤摘除，對上下兩個椎體進行植骨融合，上下兩個節段達到骨性結合之后，即可解除病變所帶來的脊椎不穩、疼痛等問題。自椎間融合器（cage）用于脊椎融合并取得成功以來，各種類型的cage相繼問世，并被臨床廣為接受。

目前臨床研究最多的椎間融合器包括生物類、金屬類、高分子聚合材料類。自體骨移植可促進椎間隙快速融合，但增加供骨區疼痛、失血、感染等并發癥發生率，同時單純骨塊植入椎間隙后穩定性較差，易滑出進入椎管壓迫神經，其臨床應用受到限制。金屬類椎間融合器包括早期使用的不銹鋼材質和現今應用較多的鈦合金材質。鈦合金椎間融合器具有較好的生物相容性和支撐強度，但在臨床應用中存在彈性模量過高和不能透過X射線的問題。常見非金屬類融合器為聚醚醚酮（PEEK）材質，純PEEK與人骨的楊氏模量最為接近，可以有效避免植入人體后與人骨產生的應力遮擋以及松動現象，且PEEK可透過X光，便于術后X線觀察融合情況。

現今對于PEEK椎間融合器的制備方式，國內主要是用棒材通過機加工成型的方式生產，而國外很多是采用熱塑加工成型的方式，前者造成原材料的浪費，后者成型工藝受到模具的限制、不易進行結構上的改進及根據患者情況實現個性化。這些成型工藝都無法在成型過程中對材料進行改性，無法實現其生物學性能的提升。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的缺陷，提供一種個性化的3D打印椎間融合器，能夠有效地提高原材料的利用率、便于內部復雜結構的實現、可以實現多組分原材料的復合，并可根據患者實際情況實現個性化產品的生產。

本發明的另一目的在于提供一種個性化的3D打印椎間融合器的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種個性化的3D打印椎間融合器，所述椎間融合器是以包括聚芳醚酮系列材料為制備原料通過選擇性激光燒結技術制得，所述椎間融合器具有中空三維連通結構。

采用聚芳醚酮（PAEK）系列材料作為椎間融合器的主要原料，充分發揮PAEK系列材料優良的生物相容性、化學穩定性、X射線透過性、楊氏模量適宜等性能；

選擇性激光燒結技術（SLS）為一種3D打印工藝，采用選擇性激光燒結技術制備椎間融合器，能夠有效地提高原材料的利用率、便于內部復雜結構的實現、可以實現多組分原材料的復合，并可根據患者實際情況實現個性化產品的生產。制備的椎間融合器具有中空三維連通結構，增加了新骨的長入位置，能夠提高了椎間融合器植入后的穩定性。

優選地，所述聚芳醚酮系列材料為聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮（PEEKK）、聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）中的一種或兩種以上組合。

更優選地，所述聚芳醚酮系列材料為PEEK和/或PEKK。