[發明專利]承載模塊化陶瓷的金屬假體及其制備方法

有效

• 申請號: 202210303556.2
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114569799B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 盧霄;盧建熙;范存義;王臻;周超;金芳純;劉珅;姚宸維;高旭;羅欣
• 申請（專利權）人: 盧霄;盧建熙
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56;A61L27/04;A61L27/10;A61L27/12;A61L27/50
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 顧丹麗

本發明提供了一種承載模塊化陶瓷的金屬假體及其制備方法，所述承載模塊化陶瓷的金屬假體的制備方法包括：步驟S1，制備金屬支架；步驟S2，制備模塊化生物陶瓷塊；步驟S3，將至少兩個所述模塊化生物陶瓷塊逐個安裝和固定于所述金屬支架上，以形成承載模塊化陶瓷的金屬假體。本發明的技術方案使得能夠實現模塊化生物陶瓷塊與金屬支架之間的精準有效匹配，進而實現巨大骨缺損的結構和功能重建。

技術領域

本發明涉及生物醫用材料領域，特別涉及一種承載模塊化陶瓷的金屬假體及其制備方法。

背景技術

骨骼是人體支撐結構，小范圍的骨組織損傷具有自身修復能力，而大于20毫米的骨缺損完成自身修復骨就很難，需要使用骨替代材料進行治療。對于交通事故和骨腫瘤常常造成的巨大骨缺損，包括大段骨缺損(長度＞6cm)、極限骨缺損(長度為6cm～12cm)和超極限骨缺損(長度＞12cm)，但是由于長節段力學結構重建和組織再生匹配的世界難題，導致絕大部分患者只能進行截肢。

隨著生物材料和增材制造的快速發展，給巨大骨缺損患者帶來了治愈的希望。通過3D打印、組織工程和生物制造等多項技術的組合，實現巨大骨缺損的治療目標。通過多材料、多結構、多形態、多技術組合的協調和匹配，對骨和關節進行體內重建或再造，實現肢體保全和功能恢復。

其中，單純采用金屬假體骨長入非常困難，宿主骨與金屬界面難以實現有效整合；而單純采用多孔生物陶瓷骨修復體能解決上述兩個難題，但此材料的力學局限性使得很難適合巨大骨缺損重建要求；而采用金屬支架與陶瓷同時燒結形成金屬假體的方法會產生高溫氧化效應，嚴重影響金屬的力學性能以及陶瓷與金屬界面分離等難題。

因此，需要對現有的制造金屬假體的方法進行改進，以實現巨大骨缺損的結構和功能重建。

發明內容

本發明的目的在于提供一種承載模塊化陶瓷的金屬假體及其制備方法，使得能夠實現模塊化生物陶瓷塊與金屬支架之間的精準有效匹配，從而實現巨大骨缺損的結構和功能重建。

為實現上述目的，本發明提供了一種承載模塊化陶瓷的金屬假體的制備方法，包括：

步驟S1，制備金屬支架；

步驟S2，制備模塊化生物陶瓷塊；

步驟S3，將至少兩個所述模塊化生物陶瓷塊逐個安裝和固定于所述金屬支架上，以形成承載模塊化陶瓷的金屬假體。

可選地，在所述步驟S1中，根據患者骨缺損的影像學數據，建立有限元分析模型，以拓撲數學原理設計所述金屬支架的力學結構和材質選用。

可選地，采用3D打印、注模成型、鍛造和機械切削方法中的至少一種制備所述金屬支架。

可選地，所述金屬支架的材質包括金及其合金、銀及其合金、銅及其合金、鐵及其合金、鈦及其合金、鉭及其合金、鋁及其合金、鎂及其合金中的至少一種。

可選地，所述金屬支架的材料結構為多孔、致密或多孔與致密相結合。

可選地，在所述步驟S2中，根據所述金屬支架的形貌、尺寸以及所述模塊化生物陶瓷塊表面和內部結構的要求設計所述模塊化生物陶瓷塊。

可選地，采用3D打印、模壓成型、注漿成型和擠出成型方法中的至少一種制備所述模塊化生物陶瓷塊。

可選地，所述模塊化生物陶瓷塊的材質包括羥基磷灰石及其摻雜物、磷酸三鈣及其摻雜物、氧化鋁及其摻雜物、氧化鋯及其摻雜物、二氧化鈦及其摻雜物、鋁鎂尖晶石及其摻雜物中的至少一種。

可選地，所述模塊化生物陶瓷塊的結構為多孔陶瓷、致密陶瓷或多孔與致密復合陶瓷。

可選地，所述模塊化生物陶瓷塊的形狀為三維幾何形，包括圓柱體、四邊形柱、六邊形柱或解剖形。