[發明專利]一種3D打印構建的骨修復材料及制備方法

有效

• 申請號: 201910848689.6
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110496246B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 鄭文旭;覃柳琪;蘇其晟;周武藝;董先明;谷文亮;聶健良
• 申請（專利權）人: 廣州飛勝智能科技股份有限公司;華南農業大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/12;A61L27/30;A61L27/32;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/58;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 深圳市道勤知酷知識產權代理事務所(普通合伙) 44439
• 代理人: 何兵;饒盛添

本發明公開了一種3D打印構建的骨修復材料、制備方法及其應用，所述骨修復材料由包含內層部分和外圍部分的內芯結構、外層結構及抗菌噴涂層組成。本發明的3D打印骨修復材料，通過優化結構，實現了把可降解、具有誘導骨生長能力的材料與力學性能優異的工程塑料相結合，保證了骨修復材料的強度，其最外層噴涂含有微量元素的自制羥基磷灰石和銀的混合粉末，促進骨愈合的同時，還賦予材料一定的抗菌性；另外，本發明骨修復材料的成型以雙噴頭3D打印的方式實現，即省略了傳統加工工藝的繁雜過程，又提高了精度，實現個人性成型，更符合臨床需求。

技術領域

本發明屬于生物醫用工程材料領域，具體涉及一種3D打印構建的骨修復材料及制備方法。

背景技術

骨移植是骨科手術中最常用的手術方法之一。全世界每年進行超過200萬例骨移植手術，這是繼輸血后第二個最常見的組織移植。在所有臨床可用的骨移植物中，自體骨因為組合了骨再生，骨誘導和骨生成等方面的特性而被認為是金標準。但其存在供應有限和供體部位并發癥等擔憂。同種異體骨移植物具有骨傳導性，與使用自體移植物相比，其來源形式更廣但愈合性較差，并且存在傳播疾病及其他感染因子的可能性。為此，有關人工骨的研究引起了很多的關注。3D打印因其高效、高度個性化等優點，已經成為生物醫療領域的焦點。

3D打印構建的骨修復材料，除了滿足生物相容性高、生物降解性適中、可實現精確打印等優點外，還應具有優良的力學性能。中國專利CN 107469153A公開了一種可降解復合骨修復材料，通過添加聚(已二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯(PBSA)到聚乳酸及骨粉體系中，雖然其共混物的韌性提高了，但植入動物體內后，一旦復合材料降解的速率大于新骨長出的速率，所修復區域的骨材料易坍塌，進而造成骨缺損區域修復失敗。中國專利CN109223248A公開了一種誘導骨組織再生的顱骨修復體及其制備方法，該顱骨修復體由內到外依次包括內誘導層、支撐層和外誘導層；該支撐層起到支撐作用，但該制備方法需要先通過選擇性激光燒結3D打印技術打印支撐層，再借助于顱骨修復體的上下磨具，將所打印的支撐層結構包埋于生物活性材料中，其操作過程繁瑣，且成型過程易存在尺寸誤差，不利于實際臨床需要。中國專利CN105031737A公開了一種3D打印的數字化人工骨及其制備萬法，該人工骨由皮質骨、松質骨和骨髓腔構成，其中由左旋聚乳酸或聚醚醚酮打印成孔隙率為10％的皮質骨，而由左旋聚乳酸和羥基磷灰石混合打印成孔隙率為60％-80％的松質骨，但所述松質骨由左旋聚乳酸和羥基磷灰石按4:5的比例混合而成，眾多周知，當無機粒子的含量過高，高分子材料界面受破壞，材料的穩定性很差，在打印的過程中易出現堵頭甚至坍塌等現象，再加上聚醚醚酮皮質骨的打印溫度很高，內部皮質骨高孔隙率結構易受外層高溫的影響而無法成型。

因此，仍舊需要開發一種適用于3D打印構建的骨修復材料，其既能滿足人工骨的臨床需求，又能通過3D打印技術方便、快捷地打印出來，滿足不同部位骨修復材料的個性化需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種可通過3D打印構建的可降解、具有骨誘導能力、一定力學強度和抗菌性的骨修復材料及制備方法。

為實現以上目的，本發明采用如下的技術方案：

一種3D打印構建的骨修復材料，其特征在于，所述骨修復材料由內芯結構、外層結構及抗菌噴涂層組成；

其中，所述內芯結構為可降解、具有骨誘導能力的材料層；

所述外層結構為網格狀的聚醚醚酮材料層；

所述抗菌噴涂層為自制羥基磷灰石和銀的混合粉末涂層。

在一個優選的實施方案中，所述內芯結構又包括內層部分和外圍部分，所述內芯結構內層部分與內芯結構外圍部分的體積比為4:1-1:1，所述內層部分的打印填充度為45％-55％，所述外圍部分的打印填充度為100％。