一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架及支架系统的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架及支架系统。


背景技术：

2.全球每年有数百万人因创伤、骨骼疾病、肿瘤切除、骨质疏松相关骨折、先天性骨畸形、衰老等原因导致骨缺损，特别是大段骨缺损，救治难度极高，致使出现伤残率高、伤残时间长、后期治疗困难等一系列问题。大段骨缺损的修复与功能重建一直是骨科的难题和研究热点。
3.近年来随着骨组织工程技术的迅速发展，应用骨组织工程支架植入治疗骨缺损为当前发展趋势。然而当前支架材料普遍存在支架中心血管化程度不足、新骨长入困难、材料降解不充分、免疫应答后材料纤维包裹等问题，尤其支架材料在提供完成血管和成骨相关细胞爬行替代平台后，剩余的未降解材料会阻碍新骨组织向着网格状空间结构重建，一个一个降解不充分的材料个体，成为了障碍，并且还有可能免疫反应纤维包裹之类的，制约了仿生自体松质骨移植重建进程，影响了组织工程支架的成骨效果，更没法降解。
4.空心支架设计在前期提供完支撑平台作用后，降解消失，组织液浸入，完全不影响成骨，相当于就退出了成骨的整个过程了，利用前期已经搭建起来的网格状结构继续进一步骨改建，后期过程完全模拟自体骨移植的过程，这种思路非常创新，但是这个思路的落脚点就是空壳结构的设计，基于上述问题，需要提供一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架以供使用。
5.中国发明专利cn201711417114.6公开了一种骨缺损填充支架结构，包括：多层筒状基层，筒状基层上具有网孔结构，多层筒状基层逐层嵌套设置，解决了现有技术中的骨缺损修复支架在植入骨缺损断端表面后容易出现滑移的问题，但并没有考虑易于降解的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例提供一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架及支架系统，以解决现有技术中的问题。
7.本实用新型实施例采用下述技术方案：一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架，包括球形支架本体，所述球形支架本体包括球壳部和中空部，所述球壳部的厚度与球的直径比为0.06：0.25。
8.进一步的，所述球壳部的厚度为300-500μm，所述球的直径为2-5mm。
9.进一步的，所述球壳部密布圆形孔眼，所述孔眼直径与球壳部的厚度之比为0.4：1.3。
10.进一步的，所述孔眼直径为200-400μm。
11.进一步的，所述球壳部表面微粗糙。
12.进一步的，所述球壳部的材料为无机陶瓷材料、合成聚合物材料、可降解金属材料或复合材料。
13.进一步的，所述无机陶瓷材料为羟基磷灰石、磷酸三钙和生物活性玻璃，所述合成聚合物材料为聚乳酸、聚羟基乙酸或聚乙丙交酯，所述可降解金属材料为mg、cu、zn和ag等二元或三元可降解合金材料，所述复合材料为矿化胶原或plga/ha复合支架。
14.本实用新型进一步提供一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架系统，包括上述用于大段骨缺损的可降解中空球形支架，相邻的所述用于大段骨缺损的可降解中空球形支架之间相外切。
15.进一步的，若干所述用于大段骨缺损的可降解中空球形支架排列成的形状与骨缺损形态相匹配。
16.本实用新型实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
17.（一）空间结构内各个颗粒球形支架为点接触，给组织液提供了很充裕的空间与球形支架接触，最大程度保留了体内的细胞外基质环境。
18.（二）空间材料为球形设计，可以提供组织液与干细胞在组织空间内最大面积的接触，为细胞粘附增殖、营养输送提供了最优条件。
19.（三）对于复杂骨缺损的修复，球形颗粒状的支架具有良好的移动性和易植入特点，较块状支架更好匹配不规则骨缺损形态。
20.（四）与不规则颗粒（棱角状边缘）相比，球形颗粒所引起的炎症反应少，免疫反应小，机体免疫应答控制良好。
21.（五）中空设计材料，不但为内皮祖细胞和间充质细胞等骨再生重建核心细胞的粘附、增殖提供了临时的场所，并且提供与自体松质骨相当的机械性能支撑。
22.（六）各个中空球形颗粒表面彼此接触形成的网格状结构，随着新骨形成和材料降解，将会逐步诱导新骨在此支架基础上形成类似自体松质骨移植的空间结构内网格状结构，实现真正意义上模拟“金标准”自体骨移植的结构仿生。
23.（七）后期中空材料易于降解，完全降解后不会阻碍血管和新骨的长入，从而保证了新骨的持续生长。
24.（八）通过改变中空材料厚度和材料组分可有效调整降解时间，可以更好匹配降解速率与成骨时间。
25.（九）单个球形支架直径2-5mm，更能模拟自体松质骨的网格支架作用更好的仿生，并且因为颗粒较大，利于术中操作。
26.（十）由于壳层很薄300-500μm，后期易于降解，早期提供成骨的支架，后期充分发挥自身骨修复能力，完全模拟自体骨移植实现更好骨重建。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
28.图1为本实用新型的立体结构示意图；
29.图2为本实用新型的立体结构剖视图；
30.图3为本实用新型的中球壳部密布圆形孔眼的示意图；
31.图4为大段骨缺损的可降解中空球形支架之间相外切的示意图；
32.附图标记：
33.球形支架本体1。
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.下面结合图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架，包括球形支架本体1，所述球形支架本体1包括球壳部和中空部，所述球壳部的厚度与球的直径比为0.06：0.25；所述球壳部的厚度为300-500μm，易于降解，因此在骨重建的早期可以作为成骨相关细胞黏附、增殖的平台，有利于成骨细胞爬行再生，可很好的模拟自体松质骨移植后骨改建的过程，为新骨形成空间内的网状骨再生结构提供支撑。在骨重建的后期降解消失，可充分利用骨组织优秀的再生能力进行骨重建，避免了血管长入支架困难，支架降解不充分、免疫反应导致剩余材料纤维包裹等问题。
36.所述球的直径为2-5mm。能模拟自体松质骨的网格支架作用更好的仿生，并且因为颗粒较大，利于术中操作。
37.具体地，所述球壳部密布圆形孔眼，所述孔眼直径与球壳部的厚度之比为0.4：1.3；所述孔眼直径为200-400μm；圆形孔眼对骨组织形成有益。
38.具体地，所述球壳部表面微粗糙。表面微粗糙利于细胞黏附增殖。
39.具体地，所述球壳部的材料为无机陶瓷材料、合成聚合物材料、可降解金属材料或复合材料。
40.进一步的，所述无机陶瓷材料为羟基磷灰石、磷酸三钙或生物活性玻璃，所述合成聚合物材料为聚乳酸、聚羟基乙酸或聚乙丙交酯，所述可降解金属材料为mg、cu、zn和ag等二元或三元可降解合金材料，所述复合材料为矿化胶原或plga/ha复合支架。
41.具体地，本实用的新型的球形支架可采用任何可用的3d打印技术进行打印，如fdm、slm、sls、sla、3dp等技术工艺。
42.一种用于大段骨缺损的可降解中空球形支架系统，包括上述用于大段骨缺损的可降解中空球形支架，相邻的所述用于大段骨缺损的可降解中空球形支架之间相外切。
43.具体地，若干所述用于大段骨缺损的可降解中空球形支架排列成的形状与骨缺损形态相匹配。
44.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。