本發(fā)明屬于組織生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用動物骨骼去有機(jī)化3D打印制備可植入骨移植物的方法。

背景技術(shù)：

骨作為人體最大的組織器官，承擔(dān)著生命活動的重要職責(zé)，卻最容易引起缺損，每年約有數(shù)百萬的骨組織缺損患者需要接受手術(shù)治療。在我國，據(jù)估計每年因交通事故和生產(chǎn)安全事故所致創(chuàng)傷骨折、脊柱退行性疾病及骨腫瘤、骨結(jié)核等骨科疾病，造成骨缺損或功能障礙患者達(dá)到數(shù)百萬人。骨移植已成為僅次于輸血的需求量最大的移植物。怎樣找到更多更好的骨組織再生修復(fù)材料，已成為全世界眾多科學(xué)家共同的追求和孜孜不倦研究的動力。

骨移植物需要具有促進(jìn)成骨、骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)的特性。目前的骨移植物來源主要有天然骨和人工骨兩大類。天然骨主要有自體骨、同種異體骨以及異種骨。人工骨主要是羥基磷灰石、碳酸鈣以及珊瑚骨等。自體骨、同種異體骨主要缺點為來源有限，不能完全滿足臨床需要。人工骨在人體內(nèi)的降解率、降解速度等問題還沒有完全解決。異種骨主要是動物骨骼，其與人體骨骼在無機(jī)物的成分、含量等相似，其微結(jié)構(gòu)與人體骨骼相似，具有良好的促進(jìn)成骨、骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)的特性，在人體內(nèi)能完全降解，被自身骨組織替代，而且其來源廣泛，成本低廉。所以使用異體骨作為骨移植物具有廣闊的前景。

目前使用的異種骨移植物多制作成小塊或小條狀，在臨床使用中往往不能很好的適應(yīng)患者需要植骨區(qū)域的形狀，不能充分填充缺損區(qū)域。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，各種復(fù)雜立體結(jié)構(gòu)的制作成為可能。

為此，我們提出一種新的異體骨移植材料的制作方法，其包含動物骨骼的處理、粘合劑的使用以及3D打印制作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種采用動物骨骼去有機(jī)化3D打印制備可植入骨移植物的方法，該方法能滿足不同患者不同骨缺損區(qū)域的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，替代目前使用的不能在人體內(nèi)完全降解的其他骨移植物，促進(jìn)患者骨組織的修復(fù)。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明目的：

去有機(jī)化采用動物骨骼煅燒，將骨骼中有機(jī)物去除，同時將原始骨骼制作成直徑1㎜細(xì)以下的小顆粒；粘合劑注入加固過程中，采用生物粘合劑（包括殼聚糖、膠原、纖維蛋白膠、聚乳酸）與前步去有機(jī)化后的骨顆粒按比例進(jìn)行混合成有一定粘度的混合物；通過在術(shù)前對患者需要植入部分進(jìn)行三維掃描，利用繪圖軟件繪制骨移植物的立體模型，然后采用3D打印機(jī)打印出相應(yīng)的可植入骨移植物。

具體步驟如下：

（1）取新鮮動物骨清除軟組織，用生理鹽水洗凈，置于1000℃-1100℃下進(jìn)行煅燒3-4h后，粉碎制得骨顆粒；

（2）將粘合劑加熱至50℃-70℃使之形成糊狀，然后與骨顆粒按質(zhì)量比1:3-1:5 比例進(jìn)行混合；

（3）利用繪圖軟件繪制骨移植物的立體模型，利用3D打印機(jī)將步驟（2）混合物打印成繪制的立體模型，冷卻后即得可植入骨移植物。

其關(guān)鍵在于：

首先對動物骨骼的選取和處理中，條件是：采用與人骨骼相近的牛骨、羊骨或者豬骨等材料，徹底清除軟組織，然后用生理鹽水洗凈；

其次在對骨粉顆粒的制備過程中，將其入高溫爐，按線性加溫至1000℃-1100℃，形成直徑小于1毫米的顆粒，在此過程中要注意對溫度的監(jiān)控，如果過高會導(dǎo)致顆粒碳化；

再次對粘合劑的注入過程，采用粘合劑（包括殼聚糖、膠原、纖維蛋白膠、聚乳酸等多種可選材料），將粘合劑加熱至50℃-70℃使之形成糊狀，再和煅燒后的骨粉顆粒按1:3-1:5 比例進(jìn)行混合，同時對該材料進(jìn)行拉絲處理，形成長絲狀，待冷卻后采用3D打印機(jī)打印出相應(yīng)的可植入骨移植物。

本發(fā)明方法的優(yōu)點和技術(shù)效果：

方法簡單易行，適用于骨科骨缺損修復(fù)、骨腫瘤、脊柱植骨融合手術(shù)等需要使用骨移植物材料的領(lǐng)域，且原料來源廣泛，成本低廉，其與人體骨骼在無機(jī)物的成分、含量等相似，其微結(jié)構(gòu)與人體骨骼相似，具有良好的促進(jìn)成骨、骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)的特性，在人體內(nèi)能完全降解，無排異反應(yīng)，具有良好的市場前景。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。

實施例1：本采用動物骨骼去有機(jī)化3D打印制備可植入骨移植物的方法，具體內(nèi)容如下：

（1）取新鮮牛骨清除軟組織，用生理鹽水洗凈，置于1000℃下進(jìn)行煅燒4h后，粉碎制得粒徑小于1mm骨顆粒；

（2）將聚乳酸加熱至70℃使之形成糊狀，然后與骨顆粒按質(zhì)量比1:3 比例進(jìn)行混合；

（3）通過在術(shù)前對患者需要植入部分進(jìn)行三維掃描，利用繪圖軟件繪制骨移植物的立體模型，利用3D打印機(jī)將繪制結(jié)構(gòu)打印，冷卻后制得可植入骨移植物。

實施例2：本采用動物骨骼去有機(jī)化3D打印制備可植入骨移植物的方法，具體內(nèi)容如下：

（1）取新鮮羊骨清除軟組織，用生理鹽水洗凈，置于1100℃下進(jìn)行煅燒3h后，粉碎制得粒徑小于1mm骨顆粒；

（2）將殼聚糖、纖維蛋白膠加熱至70℃使之形成糊狀，然后粘合劑（殼聚糖:纖維蛋白膠=質(zhì)量比1:1）與骨顆粒按質(zhì)量比1:5比例進(jìn)行混合；

（3）通過在術(shù)前對患者需要植入部分進(jìn)行三維掃描，利用繪圖軟件繪制骨移植物的立體模型，利用3D打印機(jī)將繪制結(jié)構(gòu)打印，冷卻后制得可植入骨移植物。

實施例3：本采用動物骨骼去有機(jī)化3D打印制備可植入骨移植物的方法，具體內(nèi)容如下：

（1）取新鮮豬骨清除軟組織，用生理鹽水洗凈，置于1000℃下進(jìn)行煅燒4h后，粉碎制得粒徑小于1mm骨顆粒；

（2）將殼聚糖加熱至60℃使之形成糊狀，然后與骨顆粒按質(zhì)量比1:4比例進(jìn)行混合；

（3）通過在術(shù)前對患者需要植入部分進(jìn)行三維掃描，利用繪圖軟件繪制骨移植物的立體模型，對上述材料進(jìn)行拉絲處理，形成長絲狀，待冷卻后，利用3D打印機(jī)將繪制結(jié)構(gòu)打印，冷卻后制得可植入骨移植物。

使用本產(chǎn)品后：1、能進(jìn)一步提高骨融合幾率；2、通過骨組織的生長，本產(chǎn)品能完全替換成人體骨骼，解決了羥基磷石灰等人工植骨材料在體內(nèi)不能完全替代的缺點；3、本產(chǎn)品通過3D打印，能滿足人體內(nèi)不能部位植骨的立體形狀要求，使手術(shù)操作更簡便，縮短手術(shù)時間，減少手術(shù)風(fēng)險；4、通過3D打印成需要的立體形狀，能減少患者體內(nèi)金屬內(nèi)置物的使用，比如脊柱手術(shù)中“鈦籠”內(nèi)置物的使用，降低金屬內(nèi)置物長期留置體內(nèi)引起的風(fēng)險。