[发明专利]三维成型的复合骨再生材料及其制备方法和应用

说明书

一种三维成型的复合骨再生材料及其制备方法和应用。所述复合骨再生材料是以一钛网包覆碳酸钙骨水泥颗粒而形成；其中，所述碳酸钙骨水泥颗粒负载至少一种生长因子。利用三维成型技术结合电子计算机断层扫描数据(CT数据)，从而可以获得一与缺损区域完美匹配的钛网结构，同时利用负载至少一种生长因子的碳酸钙骨水泥颗粒填充于钛网结构内，以获得一种与缺损区域完美匹配且效果好的复合骨再生材料。

技术领域

本发明涉及组织工程与再生医学领域，特别涉及一种复合骨再生材料及其制备方法和应用。

背景技术

颌骨是面部外形和容貌的基础，同时承担了咀嚼等复杂生理功能，解剖形态和生物力学特征因人而异。肿瘤、外伤、先天性畸形等原因造成的颌骨大块缺损和畸形是临床亟待解决的难题。

目前，临床上以自体骨移植修复为主，然而，其他部位的自体骨在形态和结构上无法与颌骨完全匹配，难以在移植后获得良好的外形及功能。另外，获取自体骨所开辟第二术区所带来的并发症无法避免，且易造成自身其他部位的功能障碍。因此临床骨缺损修复倾向于运用组织工程策略替代自体骨移植。

目前临床上已经开始应用数字化设计制备符合患者个体缺损区域的个性化颌骨重建钛网，但仅依靠钛网可恢复颌骨外形，却难以有效再生缺损区域的颌骨。因此，也有应用钙磷材料通过3D打印应用于骨缺损，但目前钙磷类材料脆性较大，无法满足移植于颌骨缺损后的生物力学要求，同时钙磷类材料缺乏有效的骨诱导性，故再生效果有限。

因此，有必要提出一种新的复合骨再生材料，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合骨再生材料，利用三维成型技术，结合电子计算机断层扫描数据(CT数据)，从而可以获得一与缺损区域完美匹配的钛网结构，同时利用负载至少一种生长因子的碳酸钙骨水泥颗粒填充于钛网结构内，以获得一种与缺损区域完美匹配且效果好的复合骨再生材料。

为了达到上述目的，根据本发明的一方面，提供一种复合骨再生材料，是以一钛网包覆碳酸钙骨水泥颗粒而形成；其中，所述碳酸钙骨水泥颗粒负载至少一种生长因子。

在本发明一实施例中，所述碳酸钙骨水泥颗粒的粒径为3～5mm。

在本发明一实施例中，所述生长因子为骨形态发生蛋白。在一较佳实施例中，所述生长因子为BMP-2。

在本发明一实施例中，每毫克所述碳酸钙骨水泥颗粒负载1.0～3.0微克生长因子。

在本发明一实施例中，所述钛网的厚度为0.2～0.8mm。

在本发明一实施例中，所述钛网具有多个直径为1～3mm的贯穿孔。

在本发明一实施例中，所述钛网的至少一边缘上设置至少一个固定用固定孔。

根据本发明的一方面，还提供一种复合骨再生材料的制备方法，所述制备方法包括：依据缺损区域的形状三维成型钛网的步骤；准备负载至少一种生长因子的碳酸钙骨水泥颗粒的步骤；以及，以所述钛网包覆所述碳酸钙骨水泥颗粒的步骤。

在本发明一较佳实施例中，在依据缺损区域的形状三维成型钛网的步骤中，以电子计算机断层扫描数据(CT数据)获得缺损区域的三维信息，然后进行模拟设计，接着通过三维有限元分析该缺损区域的生物力学特征，以获得用于三维成型所述钛网的三维信息。

在本发明一较佳实施例中，在依据缺损区域的形状三维成型钛网的步骤中，通过mimics软件进行模拟设计，通过ansys软件进行三维有限元分析优化该缺损区域的生物力学特征。

在本发明一实施例中，在准备负载至少一种生长因子的碳酸钙骨水泥颗粒的步骤中，通过真空吸附将所述生长因子负载于所述碳酸钙骨水泥颗粒，使得每毫克所述碳酸钙骨水泥颗粒负载1.0～3.0微克生长因子。