[发明专利]一种定向缓释rhBMP‑2的多孔金属颈椎间融合器

权利要求书

1.一种定向缓释rhBMP-2的多孔金属颈椎间融合器，其特征在于，所述多孔金属颈椎间融合器是由三维贯通多孔结构和不具有多孔结构的实体部组成，所述实体部与所述三维贯通多孔结构为一体，所述实体部封闭了所述三维贯通多孔结构远离椎管的一面；所述三维贯通多孔结构是由多孔金属支架，位于所述多孔金属支架内部的由天然高分子材料和生物陶瓷构成的三维微支架以及位于所述三维微支架内部的rhBMP-2缓释系统组成；所述三维贯通多孔结构朝向椎管的一面是不具有孔结构的封闭面；所述三维贯通多孔结构的中间部位设置一个上下贯通的中心孔；所述实体部上设有多个适于延伸至所述三维贯通多孔结构的上下两侧的螺孔；所述多孔金属支架是多孔钛合金支架；所述天然高分子材料是明胶；所述生物陶瓷是纳米羟基磷灰石；所述rhBMP缓释系统是由rhBMP与缓释载体制备而成，所述缓释载体是壳聚糖；

所述多孔金属颈椎间融合器的制备方法如下：

(1)将CT图像导入Mimics或CAD等三维图像软件，得到目标骨组织的三维图像，平均孔柱为100-1000μm、孔径为300-3000μm，以正六面体或正十二面体结构单位充填、扩展该图像，得到个性化的多孔连通三维数字模型，支架的中间空腔直径5mm，后壁封闭无孔，前部为钛板样结构，内有朝向两端的螺钉孔道；

(2)采用EOS M280金属材料3D打印机，以钛合金为原料，依据设计模型打印具有所述实体部和多孔钛合金支架的多孔金属颈椎间融合器的基础体；

(3)采用乳化交联法制备壳聚糖微球并负载rhBMP-2，形成rhBMP-2/壳聚糖微球；

(4)将明胶颗粒加入到去离子水中，在37℃，300r/min的磁力搅拌器中2h至彻底溶解，明胶终浓度为1.5-20％；然后，将纳米羟基磷灰石粉末nHA加入到明胶溶液中，形成的混合物中纳米羟基磷灰石与明胶的质量比为1-4：4，纳米用超声波细胞粉碎机将混合物打散至均质态，并加入步骤(3)制备的rhBMP-2/壳聚糖微球均匀混合；

(5)将步骤(4)制备的混合液以注射器加压注入已制备好的所述基础体中，并将所述基础体浸泡在混合液中，放置4℃冰箱冷冻；

(6)取出步骤(5)中获得的冷冻后的凝胶块，给予刮除表面多余凝胶，加入0.1mol/L甘氨酸溶液，浸泡，同法，再用去离子水浸泡、清洗；

(7)将步骤(6)获得的处理物放入容器内，加入去离子水没过所述处理物的上表面，而后放入-80℃冰箱冷冻；

(8)取出步骤(7)获得的冻存物，放入真空冷冻干燥机中，-46℃冷冻干燥，即得到具有定向缓释rhBMP-2的多孔金属颈椎间融合器。

2.根据权利要求1所述的多孔金属颈椎间融合器，其特征在于，所述实体部设置4个用于固定所述多孔金属颈椎间融合器的螺孔，4个所述螺孔位于同一直线上，穿过中间两个螺孔的螺钉朝向斜下方，与平面呈40度角，穿过两侧螺孔的螺钉朝向斜上方，与平面呈40度角。

3.一种权利要求1或2所述的多孔金属颈椎间融合器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：

(1)将CT图像导入Mimics或CAD等三维图像软件，得到目标骨组织的三维图像，平均孔柱为100-1000μm、孔径为300-3000μm，以正六面体或正十二面体结构单位充填、扩展该图像，得到个性化的多孔连通三维数字模型，支架的中间空腔直径5mm，后壁封闭无孔，前部为钛板样结构，内有朝向两端的螺钉孔道；

(2)采用EOS M280金属材料3D打印机，以钛合金为原料，依据设计模型打印具有所述实体部和多孔钛合金支架的多孔金属颈椎间融合器的基础体；

(3)采用乳化交联法制备壳聚糖微球并负载rhBMP-2，形成rhBMP-2/壳聚糖微球；

(4)将明胶颗粒加入到去离子水中，在37℃，300r/min的磁力搅拌器中2h至彻底溶解，明胶终浓度为1.5-20％；然后，将纳米羟基磷灰石粉末nHA加入到明胶溶液中，形成的混合物中纳米羟基磷灰石与明胶的质量比为1-4：4，纳米用超声波细胞粉碎机将混合物打散至均质态，并加入步骤(3)制备的rhBMP-2/壳聚糖微球均匀混合；

(5)将步骤(4)制备的混合液以注射器加压注入已制备好的所述基础体中，并将所述基础体浸泡在混合液中，放置4℃冰箱冷冻；

(6)取出步骤(5)中获得的冷冻后的凝胶块，给予刮除表面多余凝胶，加入0.1mol/L甘氨酸溶液，浸泡，同法，再用去离子水浸泡、清洗；

(7)将步骤(6)获得的处理物放入容器内，加入去离子水没过所述处理物的上表面，而后放入-80℃冰箱冷冻；

(8)取出步骤(7)获得的冻存物，放入真空冷冻干燥机中，-46℃冷冻干燥，即得到具有定向缓释rhBMP-2的多孔金属颈椎间融合器。