CN108420573A - 一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体由若干微结构单元组成，相邻的微结构单元之间相互连接，使得植入物主体表面和内部形成可供成骨细胞附着及增殖的孔洞结构。本发明的生物医用陶瓷人工椎骨植入物具备多微孔结构，在修补人体椎骨的同时能够诱导骨细胞快速增生愈合，加之本发明植入物具有被人体吸收的效果，从而真正实现人体椎体疾患的彻底治愈。另外本发明人工椎骨植入物采用3D打印技术制造，可为患者进行定制设计，降低了植入物加工制造难度，也降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物陶瓷技术领域，尤其涉及一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物。
背景技术
人体椎体发生骨折和压缩性骨折，或者受到脊柱结核，及肿瘤侵袭椎体等带来的椎骨破坏时，一般的治疗方法是以自体骨移植和填充骨粉的方式来进行治疗，但自体骨的来源有限，而填充骨粉又存在没有骨支撑及外溢出骨缺损区域的不足。
现代的手术治疗方法是完全切除整段病损椎体，并连带去掉两侧之椎间盘，再以椎体融合的形式来治疗患者。而代替这些椎体的人工假体多数是以生物相容性钛金属，这种材料对于人体来说，很明显的缺点就是它无法被人体吸收，也无法诱导骨细胞再生。
因此，现有技术还有待进一步发展。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其能够修补人体椎骨并快速增生愈合。
一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体由若干微结构单元组成，相邻的微结构单元之间相互连接，使得植入物主体表面和内部形成可供成骨细胞附着及增殖的孔洞结构。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，若干相同微结构单元空间上以三维立体阵列形式均匀排布。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述微结构单元整体为三维十字结构，是由六根相同的支柱通过一连接交汇点正交连接而成。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述微结构单元整体边长为300-1000微米。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体外周设置有用于维持植入物主体形态稳定的支架。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述支架由实心支撑条连接而成，各支撑条分别对应生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体各边沿位置分布。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述支架的形状由椎体病损区域形状决定，所述支架形状为方形、圆柱形、或半圆锥形。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，制备微结构单元和支架的材料均采用生物医疗陶瓷，该材料由氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、生物活性玻璃、羟基磷灰石陶瓷、磷酸三钙、硫酸钙陶瓷中的一种或多种混合而成。
所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物通过3D打印设备制造。
本发明的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，具备多微孔结构，且采用生物医疗陶瓷材料制备，在修补人体椎骨的同时能够诱导骨细胞快速增生愈合，加之本发明植入物具有被人体吸收的效果，从而真正实现人体椎体疾患的彻底治愈。另外本发明人工椎骨植入物采用3D打印技术制造，可为患者进行定制设计，降低了植入物加工制造难度，也降低了制造成本。
附图说明
图1为本发明具体实施例中生物医用陶瓷人工椎骨植入物的结构示意图。
图2为本发明具体实施例中生物医用陶瓷人工椎骨植入物的微结构单元结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其中，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体100由若干微结构单元110组成，相邻的微结构单元之间相互连接，使得植入物主体表面和内部形成可供成骨细胞附着及增殖的孔洞结构。
进一步的，若干相同微结构单元空间上以三维立体阵列形式均匀排布。
较佳的是，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物通过3D打印设备制造。这样在打印模型构建时，生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体可由一个微结构单元通过三维立体阵列构成：单个微结构单元向三维空间的X轴方向阵列若干数量，以满足X轴长度的要求。单个微结构单元向三维空间的Y轴方向阵列若干数量，以满足Y轴长度的要求。单个微结构单元向三维空间的Z轴方向阵列若干数量，以满足Z轴长度的要求。X、Y、Z方向三维立体阵列组合构成，其阵列数量由椎骨植入物的宏观尺寸所决定。
基于3D打印，人工椎骨植入物由多层材料依次堆叠而成。每一层材料可用液体状、粉末状或片状材料依次逐层的列印出来，再将各层材料通过粘合的方式粘接起来即可制造成人工椎骨植入物的实体结构，3D打印后即得到了预成型模型(Green Part)。上述所描述3D打印增材技术不限于熔融沉积制造工艺(FDM)、立体平板印刷(SLA)、数字光处理(DLP)、选择性激光烧结(SLS)、选择性热烧结(SHS)等3D打印增材技术。
优选实施例中，所述微结构单元整体边长为300-1000微米。
如图2所示的优选实施例中，所述微结构单元整体为三维十字结构，是由六根相同的支柱111通过一连接交汇点正交连接而成。每根立柱呈两端粗中间窄的哑铃状，这结构能够确保相邻的微结构单元具有较大的连接面，确保连接牢固性，从而提升植入物整体结构强度，三维十字结构的微结构单元能够使得植入物主体的表面和内部遍布孔洞，从而为骨生长提供空间。
进一步的，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体外周设置有用于维持植入物主体形态稳定的支架200。支架能够保证人工椎骨植入物的物理强度，分散对于多孔微结构的外力作用，确保人工椎骨植入物在术中使用前的形态稳定。具体的，所述支架由实心支撑条连接而成，各支撑条分别对应生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体各边沿位置分布。所述支架的形状由椎体病损区域形状决定，所述支架形状为方形、圆柱形、或半圆锥形。
制备微结构单元和支架的材料均采用生物医疗陶瓷，起为和骨组织一致的无机物材料成分，该材料具体由氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、生物活性玻璃、羟基磷灰石陶瓷、磷酸三钙、硫酸钙陶瓷中的一种或多种混合而成。
下面通过实施例进一步阐述本发明生物医用陶瓷人工椎骨植入物的3D打印制造过程：
通过电子计算机断层扫描设备对患者病损椎骨CT扫描，以获得患者病损区域的数字化医学图像CT数据。
将数字化医学图像CT数据导入医学图像设计软件(如MINICS，3D slicer等)，对患者病损目标组织解剖结构，进行3D重建为3D虚拟实体。然后依据患者病损椎骨范围和大小进行个体化人工椎骨植入物建模设计。
在本实例中，人工椎骨植入物医疗模型的形状为方形，尺寸为7.2mm×6.9mm×3.0mm。
上步设计过程，已经知晓患者病损椎骨范围和大小，以此为依据，可以知晓设计多孔微结构的数量及各个方向阵列的长度。
在本实例中，多孔微结构单个微结构单元的尺寸为300微米。
单个微结构单元向三维空间的X轴方向阵列若干数量，以满足X轴长度为7.2mm的要求。单个微结构单元向三维空间的Y轴方向阵列若干数量，以满足Y轴长度为6.9mm的要求。单个微结构单元向三维空间的Z轴方向阵列若干数量，以满足Z轴长度为3.0mm的要求。
围绕多孔微结构的周围设计支架。保证人工椎骨植入物的物理强度，分散对于多孔微结构的外力作用，确保人工椎骨植入物在术中使用前的形态稳定。在本实例中，支架依据病损椎骨范围和大小设计方形，其方形的八个边上设计八个截面为正方形的方条连接，其截面方形尺寸为边长是4.2mm。
以上多孔微结构和支架做医疗软件中的布尔运算功能进行2个三维实体相加，合成一个三维立体模型，即为所需要的医疗人工椎骨植入物模型。
在本实例中，所选用的生物医疗陶瓷配方为羟基磷灰石陶瓷(HA)、磷酸三钙(β-TCP)外加混合一些光敏分散剂，以便3D打印成型。
对于本实施例中具有复杂结构的人工椎骨植入物而言，这种层层堆叠的结构使得其制造起来更为容易，本实施例所采用的是SLA增材成型技术。
3D打印得到了预成型模型(Green Part)成型之后，再经过一次高温烧结，把光敏分散剂非生物医疗陶瓷高温烧结掉，最后剩下所需要的生物医疗陶瓷人工椎骨植入物模型。
本发明的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，具备多微孔结构，且采用生物医疗陶瓷材料制备，在修补人体椎骨的同时能够诱导骨细胞快速增生愈合，加之本发明植入物具有被人体吸收的效果，从而真正实现人体椎体疾患的彻底治愈。另外本发明人工椎骨植入物采用3D打印技术制造，可为患者进行定制设计，降低了植入物加工制造难度，也降低了制造成本。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体由若干微结构单元组成，相邻的微结构单元之间相互连接，使得植入物主体表面和内部形成可供成骨细胞附着及增殖的孔洞结构。
2.根据权利要求1所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，若干相同微结构单元空间上以三维立体阵列形式均匀排布。
3.根据权利要求1所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述微结构单元整体为三维十字结构，是由六根相同的支柱通过一连接交汇点正交连接而成。
4.根据权利要求3所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述微结构单元整体边长为300-1000微米。
5.根据权利要求3所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体外周设置有用于维持植入物主体形态稳定的支架。
6.根据权利要求5所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述支架由实心支撑条连接而成，各支撑条分别对应生物医用陶瓷人工椎骨植入物主体各边沿位置分布。
7.根据权利要求6所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述支架的形状由椎体病损区域形状决定，所述支架形状为方形、圆柱形、或半圆锥形。
8.根据权利要求5所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，制备微结构单元和支架的材料均采用生物医疗陶瓷，该材料由氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、生物活性玻璃、羟基磷灰石陶瓷、磷酸三钙、硫酸钙陶瓷中的一种或多种混合而成。
9.根据权利要求8所述的生物医用陶瓷人工椎骨植入物，其特征在于，所述生物医用陶瓷人工椎骨植入物通过3D打印设备制造。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112168429A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 华中科技大学 | 一种仿海胆刺形连续梯度变化的生物支架及其应用 |
| CN113631121A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-09 | 卡尔·莱宾格医疗技术有限责任两合公司 | 由渗入有生物活性供体材料的基底材料构成的植入物及其制造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6037519A (en) * | 1997-10-20 | 2000-03-14 | Sdgi Holdings, Inc. | Ceramic fusion implants and compositions |
| CN104958787A (zh) * | 2015-07-18 | 2015-10-07 | 宁波傲骨生物科技有限公司 | 一种表面接种骨细胞的多孔生物陶瓷微球骨支架制备方法 |
| CN105455925A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-04-06 | 佛山市安齿生物科技有限公司 | 一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法 |
| CN107050518A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-08-18 | 杭州市萧山区中医院 | 一种基于光固化3d打印技术个体化定制型的骨修复生物陶瓷支架材料及其制备方法 |
| CN206612975U (zh) * | 2016-12-19 | 2017-11-07 | 深圳德智达科技有限公司 | 一种人工骨材 |
| CN208677653U (zh) * | 2018-03-27 | 2019-04-02 | 深圳德智达科技有限公司 | 一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物 |
-
2018
- 2018-03-27 CN CN201810258310.1A patent/CN108420573A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6037519A (en) * | 1997-10-20 | 2000-03-14 | Sdgi Holdings, Inc. | Ceramic fusion implants and compositions |
| CN104958787A (zh) * | 2015-07-18 | 2015-10-07 | 宁波傲骨生物科技有限公司 | 一种表面接种骨细胞的多孔生物陶瓷微球骨支架制备方法 |
| CN105455925A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-04-06 | 佛山市安齿生物科技有限公司 | 一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法 |
| CN107050518A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-08-18 | 杭州市萧山区中医院 | 一种基于光固化3d打印技术个体化定制型的骨修复生物陶瓷支架材料及其制备方法 |
| CN206612975U (zh) * | 2016-12-19 | 2017-11-07 | 深圳德智达科技有限公司 | 一种人工骨材 |
| CN208677653U (zh) * | 2018-03-27 | 2019-04-02 | 深圳德智达科技有限公司 | 一种生物医用陶瓷人工椎骨植入物 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113631121A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-09 | 卡尔·莱宾格医疗技术有限责任两合公司 | 由渗入有生物活性供体材料的基底材料构成的植入物及其制造方法 |
| CN112168429A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 华中科技大学 | 一种仿海胆刺形连续梯度变化的生物支架及其应用 |
| CN112168429B (zh) * | 2020-10-14 | 2021-12-31 | 华中科技大学 | 一种仿海胆刺形连续梯度变化的生物支架及其应用 |
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