[发明专利]3D打印定制的多生物功能颌骨缺损修复材料及其制备方法

说明书

本发明公开了3D打印定制的多生物功能颌骨缺损修复材料及其制备方法，涉及生物医用材料技术领域。本发明包括抗菌层和促成骨层，抗菌层为外层HA/SA复合凝胶材料负载米诺环素，促成骨层为内层HA/SA复合材料负载马鹿角粉，HA为羟基磷灰石，SA为海藻酸钠，羟基磷灰石、海藻酸钠和不同药物(米诺环素或马鹿角粉)的质量比例为(20‑25)：(4‑6)：(米诺环素0.1‑0.2或马鹿角粉1‑2)。本发明通过设置支架的内外层均为羟基磷灰石和海藻酸钠作为基体材料，保证了外层药物先于内层药物释放。即在支架植入的初期，外层米诺环素药物发挥抗菌和抗炎的功效，内层马鹿角粉药物后期释放，起到促成骨修复的作用。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，特别是涉及3D打印定制的多生物功能颌骨缺损修复材料及其制备方法。

背景技术

由创伤、肿瘤切除、病理变性和先天畸形等因素引起的颌骨缺损病例仅我国每年新增就高达300万例，而口腔颌面骨承担着咀嚼、吞咽、言语、外貌以及感觉等重要生理功能，面部创伤导致的患者颌面畸形极大程度上影响患者生理和心理健康。

同时，颌骨损伤的形态和解剖结构较为复杂，且常伴随着感染等并发症。因此，在植入体设计时，不仅要满足不规则结构缺损组织的匹配，还需要关注其在抗炎、抗菌方面的治疗效果。

近年来，随着组织工程的发展，作为再生医学的三大要素之一的生物材料支架，在骨重建过程中扮演着重要角色。

基于相关文献报道，现有的人工骨修复材料在骨传导性、骨诱导性、骨整合性、抗炎/感染能力和外界智能响应等单一因素及单一生物功能研究方面取得了显著进步，但支架材料的多重生物功能复合设计，以及骨再生过程中的抗菌和成骨等多生物功能程序化调控，是亟需解决的重要科学问题，因此，我们提出3D打印定制的多生物功能颌骨缺损修复材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供3D打印定制的多生物功能颌骨缺损修复材料及其制备方法，以解决了现有的问题：现有的人工骨修复材料在骨传导性、骨诱导性、骨整合性、抗炎/感染能力和外界智能响应等单一因素及单一生物功能研究方面取得了显著进步，但支架材料的多重生物功能复合设计，以及骨再生过程中的抗菌和成骨等多生物功能程序化调控，是亟需解决的重要科学问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为3D打印定制的多生物功能颌骨缺损修复材料及其制备方法，包括抗菌层和促成骨层，所述抗菌层为外层HA/SA复合凝胶材料负载米诺环素，所述促成骨层为内层HA/SA复合材料负载马鹿角粉，所述HA为羟基磷灰石，所述SA为海藻酸钠，所述羟基磷灰石、海藻酸钠和不同药物(米诺环素或马鹿角粉)的质量比例为(20-25)：(4-6)：(米诺环素0.1-0.2或马鹿角粉1-2)。

进一步地，所述将称取好质量的SA粉末加入去离子水中，搅拌过夜，配制浓度为40-60mg/ml的海藻酸钠溶液，制备的海藻酸钠溶液分别置于40-50℃的环境内保温30-60min，然后将羟基磷灰石粉体分别缓慢加入海藻酸钠溶液中，充分混合均匀，获得羟基磷灰石最终浓度为20-25mg/ml的海藻酸钠(40-60mg/ml)和羟基磷灰石(20-25mg/ml)混合溶液。

进一步地，所述将米诺环素加到海藻酸钠(40-60mg/ml)和羟基磷灰石(20-25mg/ml)混合溶液中，使其混合均匀，得到米诺环素的浓度为0.1-0.2mg/ml的混合溶液，最终支架外层载米诺环素的混合浆料材料配比——羟基磷灰石：海藻酸钠：米诺环素：去离子水＝(20-25)：(4-6)：(0.1-0.2)：100，所述得到外层HA/SA复合凝胶材料负载米诺环素的浆料，所述将马鹿角粉加到海藻酸钠(40-60mg/ml)和羟基磷灰石(20-25mg/ml)混合溶液(3)中，使其混合均匀，得到马鹿角粉的浓度为10-20mg/ml的混合溶液，最终内层载马鹿角粉的混合浆料材料配比——羟基磷灰石：海藻酸钠：马鹿角粉：去离子水＝(20-25)：(4-6)：(1-2)：100，所述得到内层HA/SA复合材料负载马鹿角粉的浆料。