本實用新型屬于骨科手術技術領域,涉及一種快速成型可降解鎂金屬骨軟骨支架。
背景技術:
關節(jié)軟骨病變作為一個基本的病理過程,幾乎參與了所有臨床常見的關節(jié)疾病病理變化早期階段。由于軟骨組織內(nèi)缺乏血管和淋巴分布,軟骨細胞含量少,缺少細胞分化所必須的祖母細胞且包埋于稠厚的細胞外基質中,遷徙難度大,無法有效移動到損傷部位參與修復,因此其自我修復能力非常差,即使是微小的軟骨缺損也難以自然修復。目前臨床上對于關節(jié)軟骨損傷主要以手術治療為主,包括:關節(jié)鏡修復術、微骨折術、自體軟骨移植術和自體軟骨細胞移植術等。然而這些治療方法臨床療效不夠理想,且存在許多不足之處。組織工程技術的出現(xiàn),為關節(jié)軟骨損傷的治療提供了一種全新的思路和方法。軟骨組織工程的研究內(nèi)容主要包括三個方面:種子細胞、細胞生長因子和支架材料。其中支架材料為種子細胞提供獲取營養(yǎng)、氣體交換、廢物排泄和生長代謝的場所,種子細胞附著于支架材料上不斷更新、代謝,分化繁殖新的細胞,細胞生長因子參與調(diào)控種子細胞代謝,促進細胞增殖、分化等,最終形成與正常軟骨組織在形態(tài)和功能上完全一致且能正常代謝、增殖的新生軟骨組織。目前已有很多研究用不同的生物材料制備雙相或多相支架用于仿生正常骨軟骨單元的結構。但由于雙相或多相支架是由兩個或多個部分共同組成,所以在體內(nèi)應用時就有各部分分離的可能,這將嚴重影響骨軟骨整體的重建。
鎂作為一種有巨大潛力的植入材料,能夠克服現(xiàn)有金屬材料的缺點。鎂重量輕、密度小,有高強度/重量比;其彈性模量(45GPa)較目前常用的植入材料更接近于正常骨組織,可避免應力遮擋效應對新骨生成和塑形的影響;鎂能夠在體內(nèi)降解,可避免二次手術給患者帶來的影響,其降解產(chǎn)物鎂離子是人體含量豐富的陽離子,主要貯存于骨骼中,是多種酶的輔助因子,是核糖體的關鍵結構之一;鎂離子還能夠刺激骨折端硬骨痂的生成、誘導成骨,促進骨折愈合,并刺激軟骨生成。這些特性使鎂及其合金有可能成為理想的骨科植入材料。
技術實現(xiàn)要素:
為解決目前組織工程軟骨支架力學性能低、無天然骨軟骨界面等問題。本實用新型提供一種可降解的鎂合金骨軟骨支架。其具有多孔性、良好的力學性能,符合組織工程支架的要求,為治療骨軟骨損傷提供了良好的工具和手段。
本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn):
一種快速成型可降解鎂金屬骨軟骨支架,所述的軟骨支架是鎂粉燒結成的多孔結構,軟骨支架主體為倒錐臺結構,頂部為球面結構;軟骨支架包括孔隙不同的三層結構,頂層為軟骨層,中層為軟骨下骨板層,下層為松質骨層。
所述的三層結構的孔隙由上至下依次增大。
所述的軟骨支架底部還設置有支腿。
所述的支腿的數(shù)量為三個,三個支腿中心對稱分布。
所述的軟骨層的層厚為2mm,孔徑大小為0.4-0.5mm;
所述的軟骨下骨板層層厚為1mm,孔徑大小為0.5-0.8mm。
所述的松質骨層層厚為5mm,孔徑大小為0.8-1.0mm。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有以下有益的技術效果:
本實用新型是以可降解鎂合金為材料,通過快速成型的方法,可個性化的訂制包含有完整的骨軟骨界面的組織工程支架,良好的仿生了正常骨軟骨組織的結構。其具有多孔性、良好的力學性能,符合組織工程支架的要求,為治療骨軟骨損傷提供了良好的工具和手段。新型關節(jié)骨軟骨細胞外基質源性支架有良好的細胞相容性,能促進細胞的增殖,為種子細胞提供了良好的生長環(huán)境。
進一步,三層結構的形狀、孔徑、厚度均可根據(jù)需求進行調(diào)整是一種具有分層結構的可降解組織工程支架。
【附圖說明】
圖1為本實用新型的軟骨支架示意圖;
圖2為本實用新型的軟骨支架剖面圖;
其中,1為軟骨支架,2為支腿,3為軟骨層,4為軟骨下骨板層,5為松質骨層。
【具體實施方式】
下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
如圖1所示,本實用新型的一種快速成型可降解鎂金屬骨軟骨支架,包括軟骨支架1和支腿2,其中軟骨支架1主體為倒錐臺結構,頂部為球面結構;三個支腿2中心對稱設置。整體結構采用電子束熔融的方法,以用鎂粉為原材料將其燒結成為具有三層結構的組織工程骨軟骨支架1,即軟骨層3、軟骨下骨板層4及松質骨層5。
如圖2所示,本實用新型制備的軟骨支架包含有三層結構,第一層為軟骨層3,層厚為2mm,其孔徑大小為0.4-0.5mm;中層為軟骨下骨板層4,層厚為1mm,孔徑大小為0.5-0.8mm;下層為松質骨層5,層厚5mm,孔徑大小為0.8-1.0mm。
其中,三層結構的形狀可根據(jù)需求進行調(diào)整;所述的三層結構根據(jù)要求不同其所含的孔徑大小也不同;所述三層結構每層的厚度根據(jù)需求也可進行調(diào)整。是一種具有分層結構的可降解組織工程支架。
以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明,不能認定本實用新型的具體實施方式僅限于此,對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說,在不隔離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干簡單的推演或替換,都應當視為屬于本實用新型由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。