[发明专利]一种具有仿生连接界面的韧带-骨复合支架及其成形方法

权利要求书

1.一种具有仿生连接界面的韧带-骨复合支架，包括韧带支架（1）与骨支架（4），其特征在于：韧带支架（1）由生物可降解微纳米纤维编织而成，骨支架（4）为包含纤维连接特征的多孔陶瓷结构，韧带支架（1）与骨支架（4）连接界面为模拟自然韧带-骨界面的多孔非钙化软骨层（2）与钙化软骨层（3）。

2.根据权利要求1所述的一种具有仿生连接界面的韧带-骨复合支架，其特征在于：由生物可降解微纳米纤维编织成韧带支架（1）中，生物可降解微纳米纤维材料为聚乳酸纤维、聚乳酸羟基乙酸纤维、聚已内酯纤维、蚕丝、手术缝合线或其共混物。

3.根据权利要求1所述的一种具有仿生连接界面的韧带-骨复合支架，其特征在于：配制用于制作骨支架（4）的材料溶液，质量分数为40％-70％，骨支架的材料溶液由骨支架材料、水溶剂、有机单体、分散剂、交联剂、引发剂和催化剂按110-120：60-80：6-8：1-2：1-1.5：0.2-0.75：0.2-0.75的质量比混合组成，骨支架材料为β-磷酸三钙、羟基磷灰石、自固化骨水泥、硅酸钙或其共混物，水溶剂为去离子水，有机单体为丙烯酰胺、甲基-酰氧乙基三甲基氯化钠或己二酸二酰肼，分散剂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵，交联剂为N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二丙酮基丙烯酰胺或二亚苄基丙酮基丙烯酰胺，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，催化剂为N，N，N，N-四甲基乙二胺或N，N–二甲基环己胺。

4.根据权利要求1所述的一种具有仿生连接界面的韧带-骨复合支架，其特征在于：其成形方法包括以下步骤：

1）利用计算机三维辅助设计软件设计出具有内连通管道及纤维连接结构的骨支架模型，以及与骨支架外形匹配的、用于仿生界面制造的模具，通过布尔运算设计出骨支架模型的负型，利用快速成型技术制造出骨支架模型的树脂负型及用于仿生界面制造的模具；

2）配制用于制作骨支架的材料溶液，质量分数为40%-70%，骨支架的材料溶液由骨支架材料、水溶剂、有机单体、分散剂、交联剂、引发剂和催化剂按110-120：60-80：6-8：1-2：1-1.5：0.2-0.75：0.2-0.75的质量比混合组成，骨支架材料为β-磷酸三钙、羟基磷灰石、自固化骨水泥、硅酸钙或其共混物，水溶剂为去离子水，有机单体为丙烯酰胺、甲基-酰氧乙基三甲基氯化钠或己二酸二酰肼，分散剂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵，交联剂为N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二丙酮基丙烯酰胺或二亚苄基丙酮基丙烯酰胺，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，催化剂为N，N，N，N-四甲基乙二胺或N，N–二甲基环己胺，然后向骨支架模型的树脂负型内灌注骨支架的材料溶液，真空条件下排出气泡，待材料溶液凝固后，放入-20～-80℃低温环境下预冻2-4h，随后放入真空干燥机内冷冻干燥12-36h，将干燥后的骨支架坯体高温烧结20℃-1550℃，使骨支架模型的树脂负型气化，从而得到包含纤维连接结构的多孔陶瓷骨支架；

3）由生物可降解微纳米纤维编织成韧带支架，生物可降解微纳米纤维材料为聚乳酸纤维、聚乳酸羟基乙酸纤维、聚已内酯纤维、蚕丝、手术缝合线或其共混物；

4）将韧带支架与骨支架的纤维连接结构进行捆绑连接实现韧带支架与骨支架的初次连接，然后通过编织技术将未与骨支架的纤维连接结构进行捆绑连接的韧带支架进行编织，形成初次连接的韧带-骨复合支架；

5）将韧带材料、水、二氧六环按0.5-1.5：0.5-2：6-10的质量比配制韧带材料溶液，韧带材料为聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸、聚已内酯、蚕丝、手术缝合线或其共混物，向制备的韧带材料溶液中加入不同质量的骨支架材料，均匀混合后得到两种及两种以上的骨支架材料质量分数介于5%～40%的复合材料溶液；

6）将用于仿生界面制造的模具和初次连接的韧带-骨复合支架进行固定，然后向初次连接的韧带-骨复合支架界面处逐层灌注复合材料溶液，从骨支架端到韧带支架端，骨支架材料在复合材料溶液内的质量分数逐渐递减，在靠近骨支架端，灌注骨支架材料质量分数高的复合材料溶液,高度为0.1-0.5mm，骨支架材料的质量分数范围为20%～40%，在骨支架与韧带支架连接的中间部分，灌注骨支架材料质量分数低的复合材料溶液，高度为0.1-0.5mm,骨支架材料的质量分数范围为5%～20%，而在靠近韧带支架端，灌注韧带材料溶液,高度为0.1-0.5mm；

7）将灌注好的初次连接的韧带-骨复合支架放入-20～-80℃低温环境下预冻2-4h，随后放入真空干燥机内冷冻干燥12-36h，去除用于仿生界面制造的模具，得到具有仿生界面的韧带-骨复合支架。