[发明专利]一种多孔骨支架制造装置及制造方法

说明书

本发明公开了一种多孔骨支架制造装置和方法，其中装置包括三维运动框架结构、挤出单元挤出机构、工作面以及安装在工作面上的温控单元；所述挤出单元包括储液器以及线型单元；所述的挤出机构包括：用于固定所述挤出单元的固定夹具；用于推动储液器中的骨材料挤出的推杆；驱动推杆往复运动的驱动机构；所述挤出单元在三维运动框架结构内做X轴和Y轴方向的往复移动，所述工作面在三维运动框架结构内做Z轴方向的往复移动。本发明的多孔骨支架制造装置结构简单，操作方便，装置制造成本低，挤出溶液平稳，通过挤出高粘度的生物墨水，能制造不同孔径，不同孔结构，不同尺寸，不同线条形状的多孔骨支架结构。

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，尤其是涉及一种多孔骨支架制造装置及制造方法。

背景技术

各种创伤、骨肿瘤、骨坏死等原因引起的骨缺损的修复一直是骨科领域的棘手问题。当前，面对已有的传统骨缺损治疗方法包括自身骨移植、自体松质骨移植等，虽然自体骨移植提供了好的骨传导、骨诱导以及骨生成作用，但是存在供体不足、手术耗费周期长等问题，异体骨移植又极易引起排斥反应，治疗效果差。

利用骨组织工程技术制备人工骨支架替代骨缺损是目前再生医学领域的一个热门课题，多孔性骨支架的结构设计对于骨修复有着至关重要的作用，多孔性骨支架中的孔道能够作为细胞生长时所需要的营养物质的输送管道，同时也是代谢物的排出通道，而且孔道的大小和形状对骨组织的生长也起着至关重要的作用，如果孔道尺寸过大，则不利于细胞的依附，反之，如果孔道尺寸太小，则不利于细胞的生长、繁殖和分化，因此，如果可以制备出孔道尺寸可控，孔道结构贯通的多孔性骨支架，这能够为骨组织细胞的生长提供一个有力的环境。

目前，常用的制造多孔骨支架的方法主要有静电纺丝技术，造孔剂法，泡沫复制法，粒子析出法，选择激光烧结等。以上方法都存在着不同的缺陷，如静电纺丝技术制造支架效率低，而且制造的支架力学性能较低；造孔剂法制造的多孔支架孔道结构的互通性不好，而且孔尺寸不统一；泡沫复制法制造的多孔支架内部的孔尺寸不可控，而且也存在孔道结构不互通的缺点；粒子析出法存在支架内部孔尺寸过小，尺寸不可控，孔道不规则等缺点；选择激光烧结存在设备投入成本高，对制造骨支架的粉体要求高等。

发明内容

本发明基于已有的制造骨支架的方法和设备遇到的问题，本发明提供了一种多孔的骨支架制造装置，通过该装置，能够制造出孔形状可控，孔尺寸可控，线条形状多样，线条尺寸可变，孔道结构规则而又互通的多孔的骨支架结构；同时，本装置结构简单，制造成本低。

本发明同时提供了一种多孔的骨支架制造方法，通过本发明方法，能够实现在能够制造出孔形状可控，孔尺寸可控，线条形状多样，线条尺寸可变，孔道结构规则而又互通的多孔的骨支架结构。

一种多孔骨支架制造装置，包括三维运动框架结构、安装在三维运动框架结构上的挤出单元、控制挤出单元挤出骨材料的挤出机构、支撑多孔骨支架的工作面以及安装在工作面上的温控单元；

所述挤出单元包括储存骨材料溶液的储液器以及固定在储液器出料端的用于控制挤出骨材料形状的线型单元；

所述的挤出机构包括：

用于固定所述挤出单元的固定夹具；

用于推动储液器中的骨材料挤出的推杆；

驱动推杆往复运动的驱动机构；

所述挤出单元在三维运动框架结构内做X轴和Y轴方向的往复移动，所述工作面在三维运动框架结构内做Z轴方向的往复移动。

所述的三维运动框架结构主要包括X运动单元，Y运动单元和Z运动单元，其中所述的X运动单元安装在Y运动单元上，跟随Y运动单元在Y方向上往复运动，通过X运动单元的往复运动，实现安装在X运动单元上的挤出单元在XY平面内的运动，再通过与安装在所述Z运动单元上的工作面的Z方向相对运动，实现所述的挤出单元在三维空间内的运动。