[0030] 下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实例。
[0031] 本发明针对现有医疗材料技术存在上的不足,提供一种治疗肿瘤的骨修复支架,其对于骨肿瘤患者来说,既可以促进骨组织的修复,也可以抑制乃至杀死周围残留的肿瘤细胞。
[0032] 本发明采用的技术方案如下:一种治疗肿瘤的骨修复支架,其特征在于,所述骨修复支架由载料单元1、包围载料单元的载料框架2以及在载料框架外的外部保护层3组成,所述载料单元包括中空的立体框架结构4和内部承载的制热材料5以及立体框架表面的孔塞6。所述载料框架2为多孔结构,包裹整个载料单元,孔隙率为10% 40%,孔的形状可以是正方~
形、圆形等。所述载料单元1和载料框架2内承载的制热材料不同,且两种材料接触反应放出大量的热。所述载料单元1、载料框架2以及外部保护层3均采用生物活性材料制成,所述的生物活性材料是钙镁硅酸盐,镁在钙镁硅酸盐中的质量百分数为0.2 3.3%,也可以是磷酸~
盐或者硅酸盐。
[0033] 优选的,所述载料单元1形状可以是正方体,长方体,锥体等等。其表面开孔的形状可以是正方形,长方形,三角形等等,开孔大小为所在表面面积的30% 60%,内部中空,空间~体积占整个载料单元的50% 80%。
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[0034] 优选的,在所述载料单元1的表面开孔,根据孔的形状和大小设计孔塞6,制作孔塞6的材料可以和载料单元1内部承载的制热材料5缓慢反应,根据选取的制热材料不同,会发生物理反应或者化学反应,在一段时间后,使得载料单元1内的制热材料5从载料单元1表面孔出来和所述载料框架2里的制热材料接触反应,放出大量的热。
[0035] 优选的,所述载料框架2为多孔结构,根据调节这些孔的孔隙率的大小,可以改变制热材料在载料框架2的分布情况,从而控制载料单元1和载料框架2里的两种制热材料在接触时反应的速率,进而控制释放的热量,来达到自己所需的温度。
[0036] 优选的,所述用于封装载料单元1表面孔的孔塞6,控制其厚度,就可以控制载料单元1内部制热材料5与孔塞6发生反应的时间,从而控制支架开始放热的时间。
[0037] 优选的,所述外部保护层3为致密层,厚度为1~1.5cm,可以保证在外部保护层3分解完之前,内部放热过程已经结束。所述制热材料可以是稀盐酸、氧化钙等。`[0038] 如图1所示,是本发明的治疗肿瘤的骨修复支架的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0039] 1)根据需要将生物材料与水凝胶混合均匀,得到分散均匀的生物墨水,准备两种制热材料。
[0040] 2)将生物墨水加入到三维打印机当中,根据设计的载料单元模型,利用三维打印机制造载料单元,清洗得到的载料单元,然后在烘箱内烘干,将载料单元放到高温炉里面高温煅烧,冷却后得到高强度可降解立体框架结构。
[0041] 3)根据步骤2)得到的立体框架结构,测量表面开孔数据,制造孔塞,把制热材料从立体框架结构开孔载入,用孔塞封装,得到载料单元。
[0042] 4)将制热材料和生物墨水混合均匀加入到三维打印机中,根据设计的载料框架模型,利用三维打印机在载料单元上打印载料框架。在烘干箱里烘干之后,将得到载料框架。
[0043] 5)根据步骤4)得到的载料框架和载料单元,设计保护层模型,用三维打印机在载料框架外部打印出适当厚度的保护层,并烘干,即可得到上述治疗肿瘤的骨修复支架。
[0044] 本发明的支架根据患者骨头缺损情况,设计具体结构模型,使得该支架被植入体内后与骨缺损轮廓紧密贴合,减少骨不连风险,同时该支架具有良好的生物相容性和力学性能,具有良好的骨传导能力,能够促进骨缺损部位再生,载料单元内承载的制热材料与在载料单元表面的孔塞发生缓慢反应,当孔塞和载料单元内的制热材料反应完全后,载料单元内部的制热材料流经过载料单元表面开孔,与外部载料支架承载的制热材料反应,会放出大量的热,在长时间、高温度的条件下,支架附近残留的肿瘤细胞会被杀死。
[0045] 其中,当孔塞和载料单元内制热材料反应时,可以控制孔塞的厚度,来控制孔塞和载料单元内部制热材料完全反应的时间,从而控制支架开始放热的时间。当载料单元内制热材料流经开孔与载料框架含额另一种制热材料反应时,控制载料框架的孔隙率和控制孔塞的直径大小,可以达到控制两种制热材料反应速率和反应时间的效果。可以控制产热时间在10 20分钟,温度可以达到42.5 45.5℃。控制外部保护层的厚度,使在其完全分解之~ ~前,可以确保内部放热反应已经结束。
实施例
[0046] 该实施例制造的治疗肿瘤的骨修复支架,对于选择的材料,载料单元、载料框架、保护层采用羟基磷灰石,载料单元内制热材料采用5%稀盐酸,载料框架内制热材料采用氧化钙。
[0047] 1)根据需要将羟基磷灰石与水凝胶溶液3:2混合均匀,得到分散均匀的生物墨水1。将羟基磷灰石、PCL、二氯甲烷以9:1:10混合均匀,得到生物墨水2。
[0048] 2)将生物墨水1加入到三维打印机当中,设计的载料单元模型,长方体形状,表面开孔面积占载料单元一面30%,六面开孔,利用三维打印机制造载料单元,清洗得到的载料单元,然后在80℃烘箱内烘干6小时,将载料单元放到高温炉里面高温煅烧,经过1200摄氏度烧4小时,冷却后得到高强度可降解立体框架结构。
[0049] 3)根据步骤2)得到的立体框架结构,测量表面开孔数据,用蔗糖为材料制造相适应孔塞,把5%稀盐酸料从载料单元开孔载入,用孔塞封装,得到载料单元如图2所示。
[0050] 4)将氧化钙和生物墨水2进行1:1混合均匀,将混合溶液加入到三维打印机中,根据设计的载料框架模型,其孔隙率为20%,利用三维打印机在载料单元上打印载料框架,其中一面如图3。在80℃烘干箱里烘干1小时之后,将得到载料框架。
[0051] 5)根据步骤4)得到的载料框架和载料单元,设计保护层模型,用三维打印机在载料框架外部打印出厚度为3mm的保护层,并烘干,即可得到上述治疗肿瘤的骨修复支架。如图4为整个支架的截面图。
[0052] 上述实施例制造的支架,可以在促进骨修复的同时,杀死支架附近周围残留的肿瘤细胞。