[发明专利]一种基于3D打印半月板的复合生物陶瓷修复材料

权利要求书

1.一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是通过3D打印成形，能够根据患者不同情况进行精准私人定制，并在设计过程中能够控制半月板假体孔隙率及结构；并且由于材料属性，能够诱导软骨细胞在假体上贴壁增殖，并且假体不断降解最终形成天然半月板体，解决了同类产品因使用寿命到期而更换的问题，按照如下步骤进行：

（a）通过CT扫描进行灰度阈值调整、区域分割后，建立半月板模型；

（b）制备复合生物陶瓷修复材料：将1.5%细胞因子-转化生子因子（TGF-β2）置于低温高速离心机中离心5min后加57%柠檬酸稀释，加入41.5%冻存液制成TGF溶液；将甲基丙烯酰酯干粉按1：5用PBS溶液溶解，60℃水浴锅溶解2h，置于4℃冰箱5min，然后再次放入60℃水浴锅中溶解2h保证甲基丙烯酰酯完全溶解；称取一定量Ⅱ型胶原粉，按1：9和生物蛋白胶溶液混合，充分搅拌使其完全溶解；将三种溶液按2：5：3比例充分混合，制成预凝胶溶液；将20%聚己内酯、5%羟基磷灰石以及极少量银粉充分研磨后加入到75%预凝胶溶液中，在超声条件下充分搅拌；加入LAP蓝光引发剂在蓝光下交联50s，得到理想凝胶；

（c）在3D生物打印机的料筒中加入制备好的复合生物陶瓷修复材料，依据数据模型，打印得到可负载细胞的半月板；

（d）将打印出的半月板放入去离子水中养护8-10h，获得具有良好的孔隙率可以诱导细胞的贴壁增殖，同时半月板可降解，在人体组织细胞增殖的同时，打印半月板产品不断降解，直至完全形成天然代替品，避免同类技术产品使用寿命到期更换的弊端。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中TGF-β2在细胞的增殖、分化、胚胎发育、胞外基质形成、骨的形成和重建以及肿瘤的抑制和转移扩散等方面起着重要的作用。

3.根据权利要求1所述一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中离心机离心速度为1500r/min，离心时间为5min。

4.根据权利要求1所述一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中Ⅱ型胶原蛋白主要由软骨细胞产生，多存在于骨骼、关节、肌腱等组织，是一种高分子蛋白质，丝状的胶原蛋白纤维与弹性蛋白及多糖蛋白相互交织形成网状结构，产生一定的机械强度。

5.根据权利要求1所述一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中聚己内酯为白色固体粉末，无毒，易溶于有机溶剂，且具有良好的生物相容性和生物降解性。

6.根据权利要求1所述一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中银具有良好的抗菌消炎特性，能够改善骨骼的抗腐蚀能力与力学性能。

7.根据权利要求1所述一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中羟基磷灰石为多孔粉末，是人体骨骼组织主要成分，为六方晶系或单斜晶系，粒径为300～800μm，钙磷比为1 .6～1 .7，比重为3.05～3.18g/cm3。

8.根据权利要求1所述一种基于3D打印的半月板的复合生物陶瓷修复材料，其特征是步骤2）中蓝光波长为405nm，光强度为90Mw/cm2，超声条件为25～80KHz，25～40℃。