CN106267363A - 一种人造骨 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造骨，属于3D打印材料领域。本发明的一种人造骨，由质量份64~72份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，31~40份聚醚酮酮，12~25份充质干细胞，42~57份脂肪干细胞‑蛋白水凝胶，28~32份纳米β‑磷酸三钙和15~21份稀柠檬酸组成。本发明的一种人造骨具有通过3D打印制备，打印出承载细胞维持器官或组织的形状支架，且支架内留有供组织细胞生长空腔，打印骨移植到生物体内能够存活与移植受体融为一体，且支架材料能够被生物降解无毒性的特点。

Description

一种人造骨
技术领域
本发明涉及一种3D打印材料，特别是一种人造骨。
背景技术
传统的骨损伤修复或替代方法包括自体骨移植、同种异体骨移植和骨延长术，然而这些过程耗费时间长。随着科技的发展，新兴的骨组织工程支架能够替代传统的骨损伤修复和替代方法，快速进行骨修复。现有的骨组织工程支架的制备，以往常采用溶液浇铸/离子洗出法、原位成型法、静电纺丝法、相分离/冻干法、气体成孔法等，这些制备方法获得了比较满意的效果，但在精确性、孔隙均匀性、空间结构复杂性、支架个性化等方面不尽人意。而3D打印骨骼虽然现有技术是能够实现的，但是由于材料的限制无法打印出活的细胞组织，并将细胞组织和支架材料结合起来，使得骨骼移植入人体后，打印的细胞组织能够存活到与移植受体融为一体。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种通过3D打印制备，打印出承载细胞维持器官或组织的形状支架，且支架内留有供组织细胞生长空腔，打印骨移植到生物体内能够存活与移植受体融为一体，且支架材料能够被生物降解无毒性的人造骨。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种人造骨，由质量份64～72份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，31～40份聚醚酮酮，12～25份充质干细胞，42～57份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，28～32份纳米β-磷酸三钙和15～21份稀柠檬酸组成。
由于采用了上述技术方案，纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸和聚醚酮酮交联形成能够约束细胞的支架，能够形成维持器官或组织的形状，并在移植数年后被生物降解，对生物体无毒性，同时支架内部具有大量的孔隙，可以在打印过程中使细胞填充入孔隙中。充质干细胞和脂肪干细胞能够为组织生存活生长提供血管生长细胞，在打印的过程中，细胞进入支架内部的孔隙中，当细胞形成稳定的结构后，水凝胶结构即被代谢分解，其原先存在的位置，就成为可供血管延伸和发育的空腔，使得移植后的骨骼在生物体内能够形成正常骨组织一样的导管结构，具备在生物体内长期存活生长的能力，同时能够在人造骨周围形成完成的肌纤维结构及神经受体，这些受体能够响应电刺激，并使肌纤维发挥功能，相比于现有的骨修复技术来说不具有排异性，不仅能够修复骨骼骨结构同时能够使得生物体骨功能得到修复。在纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸的配合作用下，能够使得材料获得自行凝固的能力，在打印过程中能够保持精确的形状以便与受体的特异性相匹配。
其中，纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸可以为64～72份中任意值，例如66,68,70,71等，聚醚酮酮可以为31～40份中的任意值，例如33,35,36,38,39等，充质干细胞可以为12～25份中的任意值，例如13,14,15,16,19,20,21，22等，脂肪干细胞-蛋白水凝胶可以为42～57份中任意值，例如44,45,49,51,53,56等，纳米β-磷酸三钙可以为28～32份中任意值，例如29,30,31,等，稀柠檬酸可以为15～21份中任意值，例如16,18,19,20等。
本发明的一种人造骨，由质量份69份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，37份聚醚酮酮，16份充质干细胞，53份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，28份纳米β-磷酸三钙和20份稀柠檬酸组成。
由于采用了上述技术方案，上述比例为最佳值。
本发明的一种人造骨，所述脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。
由于采用了上述技术方案，水凝胶具有良好的生物相容性，其代谢分解速度快，并具有适宜的孔径，可以为细胞粘附生长所需的较大的比表面积，且有利于营养物质在孔道内的质量传递，使细胞即使获得营养，吸水率较高，达到328％，有助于提高支架透氧性能。
本发明的一种人造骨，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。
由于采用了上述技术方案，支架的孔隙率较高，但其力学性能较高，抗压强度为23MPa，具有良好的透氧能力，能够明显提高材料的细胞粘附率和增殖率，能够在生物体内形成直接的骨性结合，具备在生物体内长期存活生长的能力，同时能够在人造骨周围形成完成的肌纤维结构及神经受体，这些受体能够响应电刺激，并使肌纤维发挥功能，相比于现有的骨修复技术来说不具有排异性，不仅能够修复骨骼骨结构同时能够使得生物体骨功能得到修复。
本发明的一种人造骨，所述纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为10～23nm，所述稀柠檬酸为浓度24％～25％的水溶液。
由于采用饿了上述技术方案，能够使得材料获得自行凝固的能力，在打印过程中能够保持精确的形状以便与受体的特异性相匹配，凝固速率较为适宜。
本发明的一种人造骨，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
由于采用了上述技术方案，保证移植使用的安全性。
本发明的一种人造骨，所述人造骨通过3D细胞打印机制得，所述3D细胞打印机包括打印机主体和四个并列设置的墨盒模块，分别为墨盒模块一，墨盒模块二，墨盒模块三和墨盒模块四。
由于采用了上述技术方案，采用3D打印技术能够有针对性的对生物个体进行移植骨形状定制，通过不同的墨盒模块将不同的材料组分区分。
本发明的一种人造骨，所述墨盒模块一内装有纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸和聚醚酮酮混合物，所述墨盒模块二内装有充质干细胞和脂肪干细胞-蛋白水凝胶混合物，所述墨盒模块三内装有纳米β-磷酸三钙，所述墨盒模块四内装有稀柠檬酸，所述墨盒模块四设有加热装置。
由于采用了上述技术方案，将不同组分进行区分打印，能够保证不同组分之间彼此更好的交联性，打印过程能够很好的制造支架及其中的孔隙，为细胞生长提供合理的空间。
本发明的一种人造骨，通过以下打印过程制得
步骤一，墨盒模块一和墨盒模块三同时启动，采用直径为500μm的喷头，行走速度为100mm/min，每层厚度500μm，中间孔隙宽度400μm，在X,Y,Z轴上完成喷涂工作；
步骤二，墨盒模块四和墨盒模块二同时启动，采用直径为300μm的喷头，行走速度为100mm/min，喷涂延迟1ms，在X,Y,Z轴上完成填充喷涂；
步骤三，磨合模块四外部的加热装置在墨盒模块四喷涂的同时加热，加热温度为35～38℃。
本发明的一种人造骨，所述3D细胞打印机设有填充率估算系统，所述填充率估算系统的一般表达式为其中为理论填充率，为实际填充率，其中M为弯矩，hmax为截面高度，λ为安全系数，σ为屈服应力，I为惯性矩，k为矫正系数，A为填充面积，所述
由于采用了上述技术方案，对细胞在支架内的填充率进行估算，能够更好的对骨强度、及稳定性进行模型设计，对人造骨的质量、中心和惯性矩与外形及内部结构相关联，构建满足特定设计目标的内部结构，得到更加精确适应生物体的结构。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过3D打印制备，打印出承载细胞维持器官或组织的形状支架，且支架内留有供组织细胞生长空腔，打印骨移植到生物体内能够存活与移植受体融为一体，且支架材料能够被生物降解无毒性。
2、具有良好的透氧能力，能够明显提高材料的细胞粘附率和增殖率，能够在生物体内形成直接的骨性结合，具备在生物体内长期存活生长的能力，同时能够在人造骨周围形成完成的肌纤维结构及神经受体，这些受体能够响应电刺激，并使肌纤维发挥功能，相比于现有的骨修复技术来说不具有排异性，不仅能够修复骨骼骨结构同时能够使得生物体骨功能得到修复。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种人造骨，由质量份64份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，31份聚醚酮酮，12份充质干细胞，42份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，28份纳米β-磷酸三钙和15份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为10nm，所述稀柠檬酸为浓度24％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例2
一种人造骨，由质量份69份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，37份聚醚酮酮，16份充质干细胞，53份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，28份纳米β-磷酸三钙和20份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为10～23nm，所述稀柠檬酸为浓度24％～25％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例3
一种人造骨，由质量份72份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，40份聚醚酮酮，25份充质干细胞，57份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，32份纳米β-磷酸三钙和21份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为23nm，所述稀柠檬酸为浓度25％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例4
一种人造骨，由质量份65份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，37份聚醚酮酮，18份充质干细胞，53份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，30份纳米β-磷酸三钙和16份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为22nm，所述稀柠檬酸为浓度24％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例5
一种人造骨，由质量份70份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，40份聚醚酮酮，15份充质干细胞，52份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，29份纳米β-磷酸三钙和17份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为18nm，所述稀柠檬酸为浓度25％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例6
一种人造骨，由质量份68份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，33份聚醚酮酮，21份充质干细胞，50份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，31份纳米β-磷酸三钙和21份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为23nm，所述稀柠檬酸为浓度24％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例7
一种人造骨，由质量份71份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，38份聚醚酮酮，20份充质干细胞，49份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，31份纳米β-磷酸三钙和16份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为21nm，所述稀柠檬酸为浓度24％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例8
一种人造骨，由质量份66份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，37份聚醚酮酮，13份充质干细胞，48份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，29份纳米β-磷酸三钙和20份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为20nm，所述稀柠檬酸为浓度25％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例9
一种人造骨，由质量份69份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，32份聚醚酮酮，14份充质干细胞，56份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，30份纳米β-磷酸三钙和17份稀柠檬酸组成。脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为16nm，所述稀柠檬酸为浓度25％的水溶液。纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
实施例11
人造骨通过3D细胞打印机制得，所述3D细胞打印机包括打印机主体和四个并列设置的墨盒模块，分别为墨盒模块一，墨盒模块二，墨盒模块三和墨盒模块四。所述墨盒模块一内装有纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸和聚醚酮酮，所述墨盒模块二内装有充质干细胞混合物和脂肪干细胞-蛋白水凝胶混合物，所述墨盒模块三内装有纳米β-磷酸三钙，所述墨盒模块四内装有稀柠檬酸，所述墨盒模块四设有加热装置。所述3D细胞打印机设有填充率估算系统，所述填充率估算系统的一般表达式为其中为理论填充率，为实际填充率，其中M为弯矩，hmax为截面高度，λ为安全系数，安全系数为1.227，σ为屈服应力，I为惯性矩，k为矫正系数，矫正系数为3.018，A为填充面积，所述打印过程制备包括以下步骤：
步骤一，墨盒模块一和墨盒模块三同时启动，采用直径为500μm的喷头，行走速度为100mm/min，每层厚度500μm，中间孔隙宽度400μm，在X,Y,Z轴上完成喷涂工作；
步骤二，墨盒模块四和墨盒模块二同时启动，采用直径为300μm的喷头，行走速度为100mm/min，喷涂延迟1ms，在X,Y,Z轴上完成填充喷涂；
步骤三，磨合模块四外部的加热装置在墨盒模块四喷涂的同时加热，加热温度为35～38℃。
实施例12
纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸通过以下方法制备：通过反应式Ca(NO3)·4H2O+(NH4)2HPO4→Ca10(PO4)6(OH)2制备纳米羟基磷酸钙，将纳米羟基磷酸钙配置成质量分数为5％的浆液，将浆液加入带有分水装置、搅拌装置和冷凝装置的三颈瓶中，同时加入150mL溶剂DMAC和适量聚乙二醇，温度逐步升至100℃，在100～120℃脱水，然后按比例加入聚己内酯和聚乳酸，在120～130℃条件下，搅拌复合4h，取出，用热去离子水洗涤4次，乙醇洗涤2次，并于50～60℃干燥48h获得复合材料。
实施例13
脂肪干细胞-蛋白水凝胶通过以下方法制备：首先将骨形成蛋白包裹于纳米壳聚糖溶液中，密封静置2～4h，在磁力搅拌下，按比例将脂肪干细胞计入溶液中，将56％的β-甘油磷酸钠滴加入壳聚糖溶液中，溶液逐渐混浊，继续滴加至溶液呈清亮状态，停止滴加，再加入0.1mmol/L乙酸调节pH至7.2。过滤灭菌，密封，得到脂肪干细胞-蛋白水凝胶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人造骨，其特征在于：由质量份64～72份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，31～40份聚醚酮酮，12～25份充质干细胞，42～57份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，28～32份纳米β-磷酸三钙和15～21份稀柠檬酸组成。
2.如权利要求1所述的一种人造骨，其特征在于：由质量份69份纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，37份聚醚酮酮，16份充质干细胞，53份脂肪干细胞-蛋白水凝胶，28份纳米β-磷酸三钙和20份稀柠檬酸组成。
3.如权利要求1或2所述的一种人造骨，其特征在于：所述脂肪干细胞-蛋白水凝胶中，蛋白水凝胶为纳米壳聚糖骨形成蛋白，所述蛋白水凝胶的pH为6.4，所述脂肪干细胞：壳聚糖：骨成形蛋白质量比2.3：17.2：6。
4.如权利要求3所述的一种人造骨，其特征在于：所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸与聚醚酮酮交联形成多孔支架，所述多孔支架的孔隙率为72.2％，所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸中，纳米羟基磷酸钙：聚己内酯：聚乳酸的质量比为3.1:2.7:1。
5.如权利要求4所述的一种人造骨，其特征在于：所述纳米β-磷酸三钙的粉末粒径为10～23nm，所述稀柠檬酸为浓度24％～25％的水溶液。
6.如权利要求4或5所述的一种人造骨，其特征在于：所述纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸，聚醚酮酮，纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
7.如权利要求6所述的一种人造骨，其特征在于：所述人造骨通过3D细胞打印机制得，所述3D细胞打印机包括打印机主体和四个并列设置的墨盒模块，分别为墨盒模块一，墨盒模块二，墨盒模块三和墨盒模块四。
8.如权利要求7所述的一种人造骨，其特征在于：所述墨盒模块一内装有纳米羟基磷酸钙/聚己内酯/聚乳酸和聚醚酮酮，所述墨盒模块二内装有充质干细胞混合物和脂肪干细胞-蛋白水凝胶混合物，所述墨盒模块三内装有纳米β-磷酸三钙，所述墨盒模块四内装有稀柠檬酸，所述墨盒模块四设有加热装置。
9.如权利要求7或8所述的一种人造骨，其特征在于通过以下打印过程制备：
步骤一，墨盒模块一和墨盒模块三同时启动，采用直径为500μm的喷头，行走速度为100mm/min，每层厚度500μm，中间孔隙宽度400μm，在X,Y,Z轴上完成喷涂工作；
步骤二，墨盒模块四和墨盒模块二同时启动，采用直径为300μm的喷头，行走速度为100mm/min，喷涂延迟1ms，在X,Y,Z轴上完成填充喷涂；
步骤三，磨合模块四外部的加热装置在墨盒模块四喷涂的同时加热，加热温度为35～38℃。
10.如权利要求9所述的一种人造骨，其特征在于：所述3D细胞打印机设有填充率估算系统，所述填充率估算系统的一般表达式为其中为理论填充率，为实际填充率，其中M为弯矩，hmax为截面高度，λ为安全系数，σ为屈服应力，I为惯性矩，k为矫正系数，A为填充面积，所述
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106725743A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 首都医科大学附属北京天坛医院 一种巨大及超巨大脑膜瘤的整体切除方法
CN110639059A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 宁波慈北医疗器械有限公司 一种人工颅骨修复体3d打印制作方法
CN115154674A (zh) * 2022-07-29 2022-10-11 中国人民解放军总医院第四医学中心 一种基于类骨器官的3d生物打印类骨组织工程支架

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013171736A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Cartiheal(2009) Ltd Biomatrix hydrogels and methods of use thereof
WO2015002707A1 (en) * 2013-05-28 2015-01-08 The Johns Hopkins University Bone regeneration using stromal vascular fraction. platelet-derived growth factor-rich hydrogel, three dimensional printed poly-epsilon-caprolactone scaffolds
CN104888277A (zh) * 2015-06-11 2015-09-09 青岛尤尼科技有限公司 一种细胞-生物支架复合体及其3d打印成形方法
US20150275181A1 (en) * 2012-10-29 2015-10-01 Scripps Health Methods of producing pluripotent stem cells from chondrocytes
CN105662656A (zh) * 2016-04-07 2016-06-15 广州聚普科技有限公司 一种3d打印的人工颅骨修补片及其制备方法
CN105885436A (zh) * 2016-04-26 2016-08-24 中山大学附属第医院 一种用于３ｄ打印的生物墨水材料及其制备方法和应用
CN205569387U (zh) * 2016-03-08 2016-09-14 吴志宏 一种负载rhBMP-2缓释系统的可实现血管转移的可降解支架

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013171736A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Cartiheal(2009) Ltd Biomatrix hydrogels and methods of use thereof
US20150275181A1 (en) * 2012-10-29 2015-10-01 Scripps Health Methods of producing pluripotent stem cells from chondrocytes
WO2015002707A1 (en) * 2013-05-28 2015-01-08 The Johns Hopkins University Bone regeneration using stromal vascular fraction. platelet-derived growth factor-rich hydrogel, three dimensional printed poly-epsilon-caprolactone scaffolds
CN104888277A (zh) * 2015-06-11 2015-09-09 青岛尤尼科技有限公司 一种细胞-生物支架复合体及其3d打印成形方法
CN205569387U (zh) * 2016-03-08 2016-09-14 吴志宏 一种负载rhBMP-2缓释系统的可实现血管转移的可降解支架
CN105662656A (zh) * 2016-04-07 2016-06-15 广州聚普科技有限公司 一种3d打印的人工颅骨修补片及其制备方法
CN105885436A (zh) * 2016-04-26 2016-08-24 中山大学附属第医院 一种用于３ｄ打印的生物墨水材料及其制备方法和应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106725743A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 首都医科大学附属北京天坛医院 一种巨大及超巨大脑膜瘤的整体切除方法
CN110639059A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 宁波慈北医疗器械有限公司 一种人工颅骨修复体3d打印制作方法
CN115154674A (zh) * 2022-07-29 2022-10-11 中国人民解放军总医院第四医学中心 一种基于类骨器官的3d生物打印类骨组织工程支架
CN115154674B (zh) * 2022-07-29 2023-11-17 中国人民解放军总医院第四医学中心 一种基于类骨器官的3d生物打印类骨组织工程支架

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