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一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-12-30
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-03-26
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-07-26
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-12-30
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202011603723.2 申请日 2020-12-30
公开/公告号 CN112451740B 公开/公告日 2022-07-26
授权日 2022-07-26 预估到期日 2040-12-30
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 A61L27/02A61L27/12A61L27/50A61L27/54A61L27/56A61L27/58A61F2/30B33Y80/00 主分类号 A61L27/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 邵惠锋、年志恒、贺永、段王平、景卓荦、龚友平、刘海强、陈慧鹏、李文欣 第一发明人 邵惠锋
地址 浙江省杭州市钱塘新区白杨街道2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 9
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江千克知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周希良
摘要
本发明公开了一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法,该支架由载料单元、包围载料单元的载料框架以及在载料框架外的外部保护层组成,所述载料单元包括中空的立体框架结构和内部承载的制热材料以及立体框架表面的孔塞。所述载料框架为多孔结构,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。所述载料单元和载料框架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。本发明既可以控制支架在体内放热的时间,又可以通过调节载料支架的孔隙率,来调节放热的速率和持续的时间,使得支架持续升温,把该支架外部残留的肿瘤细胞高温杀死。同时,也可以促进骨缺损的修复。
  • 摘要附图
    一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法
  • 说明书附图:图1
    一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法
  • 说明书附图:图2
    一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法
  • 说明书附图:图3
    一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法
  • 说明书附图:图4
    一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-07-26 授权
2 2021-03-26 实质审查的生效 IPC(主分类): A61L 27/02 专利申请号: 202011603723.2 申请日: 2020.12.30
3 2021-03-09 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种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:
1)根据需要将羟基磷灰石与水凝胶按3:2混合均匀,得到分散均匀的第一种生物墨水;
将羟基磷灰石、PCL、二氯甲烷按9:1:10混合均匀,得到第二种生物墨水;
2)将第一种生物墨水加入到三维打印机当中,设计载料单元模型,载料单元模型为长方体形状,表面开孔面积占载料单元模型一面的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,将载料单元模型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;
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模型开孔载入,用孔塞封装,得到装载制热材料的载料单元;
4)将氧化钙和第二种生物墨水按1:1混合均匀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;在80℃烘干箱里烘干1小时之后,将得到载料框架;
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3mm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,所述的保护层采用羟基磷灰石。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及的生物医学材料技术领域,尤其是涉及一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法。

背景技术

[0002] 目前,骨缺损的快速再生修复是相关领域的热点,也是临床医学的难题。对于骨肿瘤切除后的骨伤的治疗也是在一直寻找更快速更优良的方法。以前,人们主要用具有高力学强度的金属、合金或者是生物惰性陶瓷人工材料对人体骨缺损部位进行修补、填充、替代等处理,可是这些填充物只是起着力学支撑的作用。而现在,人们开始研究可降解的生物材料,同时具有优良的力学性能和较好的生物活性,在起到力学支撑的同时也可以促进骨损伤的自愈。而对于许多骨肿瘤患者,在切除肿瘤以后,在切除肿瘤的周围可能会遗留一些肿瘤细胞,有几率形成转移病灶,进而导致肿瘤复发。这不仅仅是对患者的身体和心理的折磨,也增加了患者家庭的经济负担。因此,本发明设计了一种治疗肿瘤的骨修复支架及其制造方法,不仅可以促进骨组织的修复,同时可以杀死支架附近残留的肿瘤细胞。

发明内容

[0003] 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及其制造方法,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。
[0004] 本发明采用的技术方案如下:
[0005] 一种治疗肿瘤的骨修复支架,所述骨修复支架由载料单元、包围载料单元的载料框架以及在载料框架外的外部保护层组成,所述载料单元包括中空的立体框架结构和内部承载的制热材料以及立体框架表面的孔塞。所述载料框架为多孔结构,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。所述载料单元和载料框架内承载的制~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、载料框架以及外部保护层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。
~
[0006] 优选的,所述载料单元形状可以是正方体,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%。
~
[0007] 优选的,在所述载料单元的表面开孔,根据孔的形状和大小设计孔塞,制作孔塞的材料可以和载料单元内部承载的制热材料缓慢反应,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,使得载料单元内的制热材料从载料单元表面孔出来和所述载料框架里的制热材料接触反应,放出大量的热。
[0008] 优选的,所述载料框架为多孔结构,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的分布情况,从而控制载料单元和载料框架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。
[0009] 优选的,所述用于封装载料单元表面孔的孔塞,控制其厚度,就可以控制载料单元内部制热材料与孔塞发生反应的时间,从而控制支架开始放热的时间。
[0010] 优选的,所述外部保护层为致密层,厚度为1~1.5cm,可以保证在外部保护层分解完之前,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。`[0011] 优选的,本发明涉及所述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:
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 进一步的,打印载料框架时打印机层厚参数为0.03 0.10mm,打印载料单元时打印~机层厚参数为0.01 0.05mm。
~
[0018] 进一步的,所述煅烧温度为1000℃ 1200℃,升温速度为2 4℃/min,保温时间为3~ ~~6小时。
[0019] 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。
[0020] 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内的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,都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。
[0021] 与现有技术相比,本发明有如下优点:
[0022] 一、本发明中载料单元的可降解材料经过烧结,具有高强度的支持作用,弥补了可降解聚合物材料的不足。
[0023] 二、本发明的支架不仅可以对缺损的骨组织进行修复,还能够控制支架升温的速率以及可以达到的温度范围42.5 45.5℃和持续时间10 20分钟,使支架放热直至把支架周~ ~围残留的肿瘤细胞全部杀死。
[0024] 三、本发明的支架采用的是可降解的材料,制热材料和孔塞以及在制热材料发生反应之后的生成物对人体无害。

实施方案

[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%。
~
[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。

附图说明

[0025] 图1是本发明的一种治疗肿瘤的骨修复支架制造流程示意图;
[0026] 图2是本发明载料单元示意图;
[0027] 图3是本发明载料单元一个面上的载料支架示意图;
[0028] 图4是本发明支架的截面示意图;
[0029] 其中:1为载料单元,2为载料框架,3为保护层,4为立体框架结构,5为载料单元内部制热材料,6为孔塞。
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