[發(fā)明專利]一種可降解梯度孔隙乳腺支架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810816088.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109172044B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀健康;孟子捷;蔡智豪;李滌塵;仝站國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61F2/12
• 分類號(hào): A61F2/12
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種可降解梯度孔隙乳腺支架，由三維邊界結(jié)構(gòu)和內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)組成，三維邊界結(jié)構(gòu)的外形與被植入患者實(shí)際腫瘤外形輪廓相匹配；內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)為多層尺寸大小不同的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)所得的梯度孔隙結(jié)構(gòu)，且由外到內(nèi)孔隙逐漸變小；所述的可降解梯度孔隙乳腺支架采用生物可降解材料制備，植入人體后不僅能夠修復(fù)患者乳房形態(tài)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)植入初期支架力學(xué)穩(wěn)定性與組織再生過(guò)程的匹配，其多孔結(jié)構(gòu)利于組織細(xì)胞長(zhǎng)入，方便手術(shù)固定，細(xì)胞在體內(nèi)相應(yīng)的生長(zhǎng)環(huán)境下進(jìn)行增殖和分化，支架逐漸降解，自體組織逐漸生長(zhǎng)滲入并完全取代植入物，達(dá)到恢復(fù)乳房自然的外形與觸感的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組織工程與生物制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可降解梯度孔隙乳腺支架。

背景技術(shù)

乳房重建手術(shù)能夠緩解乳腺切除術(shù)后患者生理和心理上的不適，提高生活質(zhì)量，被越來(lái)越多的患者所接受。現(xiàn)有的乳房重建術(shù)包括植入物重建以及自體組織重建，上述兩種乳房重建方法有著固有的缺陷，植入硅膠等不可降解的假體可能引起身體的排異反應(yīng)，導(dǎo)致包膜攣縮等并發(fā)癥發(fā)生；自體脂肪組織移植也存在著植入組織缺少血供，導(dǎo)致脂肪重吸收，移植效率低(損失40％-70％的體積)等問(wèn)題。

申請(qǐng)人曾提出一種基于組織工程原理的均勻孔隙可降解乳腺支架的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01710353745.X，該類支架具有良好的彈性和幾何外形，但其存在植入后因體內(nèi)受力易發(fā)生不可逆變形的力學(xué)穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。這是由于切除的乳腺組織修復(fù)再生時(shí)會(huì)優(yōu)先在支架邊界區(qū)域生長(zhǎng)，而內(nèi)部區(qū)域在初期沒(méi)有組織長(zhǎng)入。該類支架在內(nèi)部缺乏自體組織作為輔助支撐的情況下很容易發(fā)生不可恢復(fù)的變形，換言之，該類支架力學(xué)穩(wěn)定性與乳腺組織再生過(guò)程不能匹配。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種可降解梯度孔隙乳腺支架，其具有腫瘤輪廓，植入體內(nèi)后能夠恢復(fù)患者乳房形態(tài)；三維邊界結(jié)構(gòu)為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，應(yīng)力分布均勻；內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)為梯度孔隙結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)支架力學(xué)穩(wěn)定性與組織再生過(guò)程的匹配，細(xì)胞在體內(nèi)相應(yīng)的生長(zhǎng)環(huán)境下進(jìn)行增殖和分化，支架逐漸降解，自體組織逐漸生長(zhǎng)滲入并完全取代植入物，最終達(dá)到恢復(fù)乳房自然的外形與觸感的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種可降解梯度孔隙乳腺支架，由三維邊界結(jié)構(gòu)和內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)組成，三維邊界結(jié)構(gòu)的外形與被植入患者實(shí)際腫瘤外形輪廓相匹配；內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)為多層尺寸不同的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)所得的梯度孔隙結(jié)構(gòu)，且由外到內(nèi)孔隙逐漸變小，即每層點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的單元尺寸逐漸變小。

所述的被植入患者實(shí)際腫瘤外形輪廓通過(guò)提取患者的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)獲得。

所述的三維邊界結(jié)構(gòu)為依據(jù)模型外形輪廓所成的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)夾角為20～160度，網(wǎng)格單元最小線寬為0.03～1mm，孔隙大小為0.2～10mm。

所述的多層點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)是由尺寸大小逐漸變小的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單元從外向內(nèi)地填充腫瘤外形輪廓比例縮放后再進(jìn)行布爾差集運(yùn)算所得空間而成，比例縮放因子范圍在0.1～1之間。

所述的多層點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣單元為多孔結(jié)構(gòu)，包括立方體結(jié)構(gòu)、六角結(jié)構(gòu)、四面體結(jié)構(gòu)和八面體結(jié)構(gòu)，立方體結(jié)構(gòu)包括立方質(zhì)心頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)、立方金剛石結(jié)構(gòu)和立方螢石結(jié)構(gòu)，六角結(jié)構(gòu)包括六角金剛石結(jié)構(gòu)、六角棱鏡邊結(jié)構(gòu)，最小線寬為0.03～1mm，單元邊長(zhǎng)尺寸為0.2～10mm。

所述的內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)是由多層點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相連所得，通過(guò)層間相鄰點(diǎn)陣單元的節(jié)點(diǎn)合并作為過(guò)渡，同時(shí)，最外層點(diǎn)陣單元節(jié)點(diǎn)與三維邊界結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)合并，形成完整的內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)。

所述的可降解梯度孔隙乳腺支架采用的材料為生物可降解高分子材料，生物可降解材料包括：聚羥基烷酸酯(PHA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乙交酯(PGA)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物，以及聚乙烯醇(PVA)，聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)等。

所述的可降解梯度孔隙乳腺支架采用3D打印技術(shù)或模具灌注方法制作。