一種新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法，制造韌帶支架、骨支架、固定釘硅膠模具后，連接韌帶支架與骨支架，在固定釘硅膠模具中倒入熔融狀固定釘材料，將骨支架壓入固定釘硅膠模具中，將輔助植入裝置放于未固化的固定釘材料溶液中,固化后將輔助植入裝置拔出，得到韌帶-骨支架。固定釘將韌帶-骨支架與自體骨通道進行初期固定，后期通過自體骨長入骨支架孔洞及骨支架降解長出骨組織達到穩(wěn)定的生理固定，輔助植入裝置將韌帶-骨支架導入骨通道。整個韌帶-骨支架都是可以生物降解的，無需取出，更可以達到良好的生理固定。
【專利說明】一種新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及多材料多結構復合成形的生物設計制造【技術領域】，具體涉及一種新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法。
【背景技術】 [0002]韌帶或肌腱對于維持人體及動物的正常運功及穩(wěn)定起著至關重要的作用，但是由于運動或者傷病等引起的韌帶或肌腱損傷嚴重影響著人們及動物的正常生活。臨床上需要通過韌帶重建手術來恢復韌帶的正常功能。目前的韌帶移植物單純采用軟質韌帶材料制作，其與骨通道多采用界面螺釘進行固定，存在應力集中及韌帶移植物遭到破壞的問題。因此，設計并制作組織工程韌帶-骨支架，將韌帶-骨支架與自體骨進行初期固定，后期韌帶-骨支架與自體骨達到牢固的生理連接，設計制作輔助植入裝置將韌帶-骨支架導入骨通道是迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型、工藝簡便、連接牢固的韌帶-骨支架的一體化制造方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法，包括以下步驟:
(1)利用三維設計軟件設計骨支架模型和固定釘模具負型，通過布爾運算生成骨支架負型，利用快速成型技術制造出骨支架負型和固定釘模具負型；
(2)配制陶瓷漿料用于骨支架制作，向骨支架負型內(nèi)灌注陶瓷漿料，陶瓷漿料凝固后，將灌注陶瓷漿料的骨支架負型在60 °C、100%濕度環(huán)境下放置120 h，60°C干燥24 h，將得到的陶瓷胚體高溫燒結，得到骨支架；
(3)制作韌帶支架，韌帶支架采用生物可降解材料經(jīng)過編織機編織而成；
(4)液態(tài)硅膠加入固化劑填充入固定釘模具負型，抽真空，凝固脫模后獲得固定釘硅膠模具，所述液態(tài)硅膠與固化劑的質量比為100:1~100:3 ;
(5)利用三維設計軟件設計輔助植入裝置，輔助植入裝置用于將韌帶-骨支架植入骨通道，利用機械加工的方法制作輔助植入裝置；
(6)將韌帶支架插入骨支架中心的孔中，連接韌帶支架與骨支架，在固定釘硅膠模具中倒入熔融狀固定釘材料，將骨支架壓入固定釘硅膠模具中，將輔助植入裝置插入未固化的固定釘材料溶液中，固化后將輔助植入裝置拔出，取出固定釘硅膠模具中的凝固體，得到韌帶-骨支架。
[0005]所述陶瓷漿料為陶瓷材料與水溶劑、有機單體、分散劑、交聯(lián)劑、引發(fā)劑胡催化劑的混合物，所述陶瓷材料為磷酸三鈣、羥基磷灰石、自固化骨水泥、硅酸鈣中的一種或兩種及以上混合物。
[0006]所述生物可降解材料為聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸或蠶絲。[0007]所述固定釘材料為聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸、聚已內(nèi)酯、磷酸三鈣的一種或兩種及以上混合物。
[0008]將韌帶支架與骨支架分別制造及進行連接，壓入帶有熔融狀固定釘材料的固定釘硅膠模具，待熔融狀固定釘材料凝固后，脫模得到韌帶-骨支架。固定釘將韌帶-骨支架與自體骨通道進行初期固定，后期通過自體骨長入骨支架孔洞及骨支架降解長出骨組織達到穩(wěn)定的生理固定，輔助植入裝置將韌帶-骨支架導入骨通道。整個韌帶-骨支架都是可以生物降解的，無需取出，更可以達到良好的生理固定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為新型復合材料韌帶-骨支架制造流程示意圖。
[0010]圖2為輔助植入裝置示意圖。
[0011]圖3為韌帶-骨支架植入股骨示意圖。
[0012]附圖標記:1-韌帶支架；2_骨支架；3-固定釘；4_輔助植入裝置。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做詳細描述。
[0014]新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法過程如圖1所示，利用計算機設計骨支架模型和固定釘模具負型，通過布爾運算生成骨支架負型，利用快速成型技術制造出骨支架負型和固定釘模具負型(圖1中a)。
[0015]配制陶瓷漿料用于骨支架制作，陶瓷漿料由陶瓷材料β -磷酸三鈣粉體、水溶劑去離子水、有機單體丙烯酰胺、分散劑聚丙烯酸鈉、交聯(lián)劑N，N-二甲基丙烯酰胺、引發(fā)劑過硫酸銨和催化劑N, N, N, N-四甲基乙二胺按110:70:6:2:1.2:0.36:0.36的質量比混合組成，然后向骨支架負型內(nèi)灌注陶瓷漿料，待陶瓷漿料凝固后在60 °C、100%濕度環(huán)境下放置120 h，60°C干燥24 h,將得到的陶瓷胚體高溫燒結至1150 °C，得到骨支架。陶瓷材料還可以為β -磷酸三鈣、羥基磷灰石、自固化骨水泥、硅酸鈣中的一種或兩種及以上混合物。
[0016]準備韌帶支架，韌帶支架為生物可降解材料聚乳酸經(jīng)過自制編織機編織制作而成，韌帶支架根據(jù)不同的動物的剛性、彈性模量及所需承受的最大拉伸力而采用相應的纖維根數(shù)及編織參數(shù)，生物可降解材料為聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸或蠶絲，如對于成年豬，采用120根聚乳酸纖維。
[0017]液態(tài)硅膠加入固化劑填充固定釘模具負型，抽真空，凝固脫模后獲得固定釘硅膠模具(圖1中C)，其中，液態(tài)硅膠與固化劑的質量比為100:1~100:3。
[0018]利用計算機三維設計軟件設計輔助植入裝置(圖2)，輔助植入裝置用于輔助韌帶-骨支架植入骨通道，利用機械加工的方法制作輔助植入裝置；
連接韌帶支架與骨支架(圖1中b)，在固定釘硅膠模具中倒入熔融狀固定釘材料聚已內(nèi)酯，將骨支架壓入固定釘硅膠模具中(圖1中d)，將輔助植入裝置插入未固化的聚已內(nèi)酯中(圖1中e)，待聚已內(nèi)酯固化后，拔出輔助植入裝置，然后將硅膠模具去除，即得到韌帶-骨支架(圖1中f)。固定釘材料還可以采用聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸、聚已內(nèi)酯、磷酸三鈣的一種或兩種及以上混合物熔融后倒入固定釘硅膠模具中進行制備。
[0019]植入韌帶-骨支架的步驟如下:用鉆頭在人體或動物膝關節(jié)沿著前交叉十字韌帶的方位從脛骨向股骨打孔，清理骨碎屑，將輔助植入裝置與韌帶-骨支架連接后放于股骨通道的初始位置，借助骨錘緩慢將韌帶-骨支架打入股骨通道至韌帶-骨支架表面與股骨軟骨表面近似相平，將輔助植入裝置拔出。
[0020]雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，但同樣在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。`
【權利要求】
1.一種新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法，其特征在于包括以下步驟: (1)利用三維設計軟件設計骨支架模型和固定釘模具負型，通過布爾運算生成骨支架負型，利用快速成型技術制造出骨支架負型和固定釘模具負型； (2)配制陶瓷漿料用于骨支架制作，向骨支架負型內(nèi)灌注陶瓷漿料，陶瓷漿料凝固后，將灌注陶瓷漿料的骨支架負型在60 °C、100%濕度環(huán)境下放置120 h，60°C干燥24 h，將得到的陶瓷胚體高溫燒結，得到骨支架； (3)制作韌帶支架，韌帶支架采用生物可降解材料經(jīng)過編織機編織而成； (4)液態(tài)硅膠加入固化劑填充入固定釘模具負型，抽真空，凝固脫模后獲得固定釘硅膠模具，所述液態(tài)硅膠與固化劑的質量比為100:1~100:3 ; (5)利用三維設計軟件設計輔助植入裝置，輔助植入裝置用于將韌帶-骨支架植入骨通道，利用機械加工的方法制作輔助植入裝置； (6)將韌帶支架插入骨支架中心的孔中，連接韌帶支架與骨支架，在固定釘硅膠模具中倒入熔融狀固定釘材料，將骨支架壓入固定釘硅膠模具中，將輔助植入裝置插入未固化的固定釘材料溶液中，固化后將輔助植入裝置拔出，取出固定釘硅膠模具中的凝固體，得到韌帶-骨支架。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法，其特征在于:所述陶瓷漿料為陶瓷材料與水溶劑、有機單體、分散劑、交聯(lián)劑、引發(fā)劑胡催化劑的混合物，所述陶瓷材料為β -磷酸三鈣、羥基磷灰石、自固化骨水泥、硅酸鈣中的一種或兩種及以上混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法，其特征在于:所述生物可降解材料為聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸或蠶絲。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型復合材料韌帶-骨支架的一體化制造方法，其特征在于:所述固定釘材料為聚乳酸、聚乳酸羥基乙酸、聚已內(nèi)酯、磷酸三鈣的一種或兩種及以上混合物。
【文檔編號】A61F2/82GK103750921SQ201410058192
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權日:2014年2月21日
【發(fā)明者】張文友, 李翔, 賀健康, 李滌塵 申請人:蘇州瑞世醫(yī)療科技有限公司