CN218961402U - 一种具有梯度结构的颅骨修复材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及颅骨修复材料技术领域，特别涉及一种具有梯度结构的颅骨修复材料。本实用新型实施例提供了一种具有梯度结构的颅骨修复材料，沿厚度方向依次包括具有致密结构的致密层和具有疏松结构的疏松层，所述致密层的制备材料为聚ε‑己内酯，所述疏松层的制备材料为矿化胶原。本实用新型实施例提供了一种具有梯度结构的颅骨修复材料，能够提供一种兼顾力学性能和孔隙度的颅骨修复材料。

Description

一种具有梯度结构的颅骨修复材料

技术领域

本实用新型涉及颅骨修复材料技术领域，特别涉及一种具有梯度结构的颅骨修复材料。

背景技术

当患者颅骨缺损范围较大时，需要借助颅骨修复材料修复颅骨。

相关技术中，颅骨修复材料无法兼顾力学性能和孔隙度。

因此，针对以上不足，急需一种具有梯度结构的颅骨修复材料。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种具有梯度结构的颅骨修复材料，能够提供一种兼顾力学性能和孔隙度的颅骨修复材料。

本实用新型实施例提供了一种具有梯度结构的颅骨修复材料，沿厚度方向依次包括具有致密结构的致密层和具有疏松结构的疏松层，所述致密层的制备材料为聚ε-己内酯，所述疏松层的制备材料为矿化胶原。

在一种可能的设计中，所述致密层包括第一致密层和第二致密层，所述第一致密层的致密度大于所述第二致密层的致密度，所述第二致密层为靠近所述疏松层的层，所述第一致密层为远离所述疏松层的层。

在一种可能的设计中，所述疏松层包括第一疏松层和第二疏松层，所述第一疏松层的致密度大于所述第二疏松层的致密度，所述第一疏松层为靠近所述致密层的层，所述第二疏松层为远离所述致密层的层。

在一种可能的设计中，所述第一致密层的孔隙度为10～20％，所述第二致密层的孔隙度为20.1～30％。

在一种可能的设计中，所述第一疏松层的孔隙度为30.1～50％，所述第二疏松层的孔隙度为50.1～80％。

在一种可能的设计中，所述致密层和所述疏松层通过3D打印技术制备得到。

在一种可能的设计中，所述疏松层的制备材料为I型胶原。

本实用新型与现有技术相比至少具有如下有益效果：

在本实施例中，致密层为致密结构，能够提供优异的密封性能和力学性能。疏松层为疏松结构，能够引导组织长入以加快颅骨修复的速率。聚ε-己内酯具有优异的强度和刚度，能够进一步增加致密层的力学性能；矿化胶原降解后能够释放出促进骨细胞生长的营养物质，配合疏松层能够进一步促进颅骨修复的速率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种具有梯度结构的颅骨修复材料的结构示意图。

图中：

1-致密层；

11-第一致密层；

12-第二致密层；

2-疏松层；

21-第一疏松层；

22-第二疏松层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本实用新型实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本实用新型实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种具有梯度结构的颅骨修复材料，沿厚度方向依次包括具有致密结构的致密层1和具有疏松结构的疏松层2，致密层1的制备材料为聚ε-己内酯，疏松层2的制备材料为矿化胶原。

在本实施例中，致密层1为致密结构，能够提供优异的密封性能和力学性能。疏松层2为疏松结构，能够引导组织长入以加快颅骨修复的速率。聚ε-己内酯具有优异的强度和刚度，能够进一步增加致密层1的力学性能；矿化胶原降解后能够释放出促进骨细胞生长的营养物质，配合疏松层2能够进一步促进颅骨修复的速率。

矿化胶原的制备方法如下：

步骤1、将胶原溶于盐酸、硝酸或醋酸中的任何一种，配置成胶原的酸溶液，其中胶原浓度为0.01～0.2g/ml；

步骤2、在所述胶原的酸溶液中滴加钙盐溶液，其中钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子0.1～2mol；

步骤3、在步骤2所得溶液中滴加磷酸溶液，其中磷酸根离子的加入量与步骤S1-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝1/1～2/1；

步骤4、在步骤3所得溶液中滴加NaOH溶液，形成混合溶液，调节pH值为6～8；

步骤5、将步骤4所得的混合溶液静置4～12小时后，以3000～6000r/min的速度离心出沉淀后在50-70℃鼓风干燥24～72小时，得到矿化胶原颗粒；

步骤6、将步骤5所得的矿化胶原颗粒放入坩埚中进行研磨，直至无明显颗粒状，得到矿化胶原粉。

在本实用新型的一种实施例中，致密层1包括第一致密层11和第二致密层12，第一致密层11的致密度大于第二致密层12的致密度，第二致密层12为靠近疏松层2的层，第一致密层11为远离疏松层2的层。

在本实施例中，致密层1包括第一致密层11和第二致密层12，第一致密层11的致密度大于第二致密层12的致密度，第二致密层12为靠近疏松层2的层，第一致密层11为远离疏松层2的层。致密度依次降低的第一致密层11和第二致密层12使整个疏松层2的致密度形成一个梯度，使颅骨修复材料的致密度过度的更加平滑，防止因致密度差异过大而导致颅骨修复材料开裂。

在本实用新型的一种实施例中，疏松层2包括第一疏松层21和第二疏松层22，第一疏松层21的致密度大于第二疏松层22的致密度，第一疏松层21为靠近致密层1的层，第二疏松层22为远离致密层1的层。

在本实施例中，疏松层2包括第一疏松层21和第二疏松层22，第一疏松层21的致密度大于第二疏松层22的致密度，第一疏松层21为靠近致密层1的层，第二疏松层22为远离致密层1的层。致密度依次降低的第一疏松层21和第二疏松层22使整个疏松层2的致密度形成一个梯度，使颅骨修复材料的致密度过度的更加平滑，防止因致密度差异过大而导致颅骨修复材料开裂。

在本实用新型的一种实施例中，第一致密层11的孔隙度为10～20％，第二致密层12的孔隙度为20.1～30％。

在本实施例中，第一致密层11的致密度最高，因此，第一致密层11的孔隙度为10～20％。第二致密层12的致密度较高，因此，第二致密层12的孔隙度为20.1～30％。

在本实用新型的一种实施例中，第一疏松层21的孔隙度为30.1～50％，第二疏松层22的孔隙度为50.1～80％。

在本实施例中，第一疏松层21的致密度较低，因此，第一疏松层21的孔隙度为30.1～50％。第二疏松层22的致密度最低，因此，第二疏松层22的孔隙度为50.1～80％。

在本实用新型的一种实施例中，致密层1和疏松层2通过3D打印技术制备得到。

在本实施例中，3D打印技术能够得到与颅骨破损形状匹配的颅骨修复材料，并且可以通过设置填充密度的参数来控制颅骨修复材料的孔隙度。

在本实用新型的一种实施例中，疏松层2的制备材料为I型胶原。

在本实施例中，I型胶原作为一种纤维蛋白，具有高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性，可以作为人工器官骨架，还可以作为创伤敷料诱导细胞粘附，促进细胞增殖生长，进而与新生细胞和组织协同修复创伤。

I型胶原的制备方法如下：

(1)剔除牛跟腱上多余的筋膜、脂肪、肌肉等，用自来水冲洗干净，整齐的排放在冷冻盒中，进行冷冻，-20℃，至少冷冻12h；

(2)将冷冻的牛跟腱切成1mm左右的薄片，置于滤网中进行翻洗至液体澄清；

(3)酶解：将清洗干净的牛跟腱薄片进行酶解，充分搅拌，酶解时间不少于72h；其中酶解液与牛跟腱的质量比为130：1，酶解液中纯化水与乙酸的体积比为25：1，纯化水与胃蛋白酶的质量比为15：1.

(4)盐析：将酶解后的溶液离心，取其上清液，将上清液加入到氯化钠溶液中，析出白色絮状胶原蛋白，过滤清洗后沥干水分。

(5)透析：将盐析后的材料灌入透析袋中，灌入体积为透析袋的1/3左右；将透析袋置于0.057mol/L的乙酸溶液中透析液中6天，偷袭温度10-20℃，每3天更换一次透析液；再将透析袋置于0.00057mol/L的乙酸溶液中中透析5天，透析温度为10-20℃，每1天更换一次透析液；从第12天开始置于0.0000057mol/L的乙酸溶液中透析至PH为5.5-5.5之间，透析温度为10-20℃，根据需要可每天换一次透析液。

(6)冻干

样品按如下冷冻干燥工艺进行，所述冷冻干燥包括预冻阶段、第一升华阶段、第二升华阶段和降温阶段，各个阶段的工艺条件如下：

预冻阶段：目标温度为-12～-8℃，速率为3～4.0℃/min，恒温时长为280～320min；

第一升华阶段：抽真空，掺气90～110Pa，目标温度为-4～-2℃，速率为0.6～0.8℃/min，恒温时长为1300～1340min；

第二升华阶段，抽真空，掺气90～110Pa，包括五个升温阶梯，分别为：

-1～1℃，速率为0.2～0.3℃/min，恒温时长为110～130min；

8～12℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为110～130min；

18～22℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为110～130min；

28～32℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为110～130min；

38～42℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长：每隔10分钟进行终点判断，至终点判断合格为止；终点判断为≤0.9Pa/10min；

降温阶段：降至室温，速率为1.4～1.6℃/min；

得到I型胶原蛋白。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，沿厚度方向依次包括具有致密结构的致密层(1)和具有疏松结构的疏松层(2)，所述致密层(1)的制备材料为聚ε-己内酯，所述疏松层(2)的制备材料为矿化胶原。

2.根据权利要求1所述的具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，所述致密层(1)包括第一致密层(11)和第二致密层(12)，所述第一致密层(11)的致密度大于所述第二致密层(12)的致密度，所述第二致密层(12)为靠近所述疏松层(2)的层，所述第一致密层(11)为远离所述疏松层(2)的层。

3.根据权利要求1所述的具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，所述疏松层(2)包括第一疏松层(21)和第二疏松层(22)，所述第一疏松层(21)的致密度大于所述第二疏松层(22)的致密度，所述第一疏松层(21)为靠近所述致密层(1)的层，所述第二疏松层(22)为远离所述致密层(1)的层。

4.根据权利要求2所述的具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，所述第一致密层(11)的孔隙度为10～20％，所述第二致密层(12)的孔隙度为20.1～30％。

5.根据权利要求3所述的具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，所述第一疏松层(21)的孔隙度为30.1～50％，所述第二疏松层(22)的孔隙度为50.1～80％。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，所述致密层(1)和所述疏松层(2)通过3D打印技术制备得到。

7.根据权利要求6所述的具有梯度结构的颅骨修复材料，其特征在于，所述疏松层(2)的制备材料为I型胶原。

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