结合3D打印与仿生支架构建髓腔再生的方法

结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法
技术领域
1.本发明涉及仿生骨工程技术领域，具体地是结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法。

背景技术：

2.大块骨组织再生主要限制因素是缺乏具备良好成骨微环境的骨组织再生仿生支架，成骨微环境构建以往研究主要集中在生长因子对于成骨微环境的模拟，而事实上，骨盐占骨组织干重67％。所以骨盐模拟成骨微环境是一个可靠的选择，但是如何将无机盐整合到支架上并且形成具有特定形状，一定力学强度的适合骨再生的支架材料是一个难题。

技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.本发明所要解决的技术问题是提供结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，可以有效实现促进血管再生，并具有促进骨组织的形成的技术。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：为解决上述的技术问题，本发明提供了结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，其特征在于，具体步骤方法如下：将pcl溶解到二氯甲烷中，之后加入配方无机盐和制孔剂氯化钠，混合后风干，3d打印后放入去离子水(表面改性)后得到spcl；明胶被溶解到去离子水中，然后加入配方无机盐，得到sgl悬液；将spcl固定在硅胶磨具内，后将sgl悬液倒入模具，预冷、冻干、交联、在冻干最终形成可双相双时释放配方无机盐的仿生支架；
7.利用配方无机盐构建具有无机盐仿生微环境的多孔支架，通过对3d打印的含配方无机盐的内核框架重塑，将其制备为半弧型肋骨形状内核，该形状内核不仅可以保持支架形状，而且其内核存在支架的一侧，在肋骨再生的过程中，内核逐渐被边缘化，而其内部的明胶多孔支架携带细胞完成组织再生以及髓腔再通。
8.作为优选，所述配方无机盐占到整个支架质量的一半。
9.作为优选，所述无机盐配方为羟基磷灰石、硅酸钙、柠檬酸钙、磷酸镁、磷酸锌。
10.作为优选，配方比例为：羟基磷灰石为84％，硅酸钙为10％，柠檬酸钙为2％，磷酸镁为2％，磷酸锌为2％。
11.(三)有益效果
12.本发明的主要优点是：利用配方无机盐构建具有无机盐仿生微环境的多孔支架，通过对3d打印的含配方无机盐的内核框架重塑，将其制备为半弧型肋骨形状内核，该形状内核不仅可以保持支架形状，而且其内核存在支架的一侧，在肋骨再生的过程中，内核逐渐被边缘化，而其内部的明胶多孔支架携带细胞完成组织再生以及髓腔再通。由于内核支架降解缓慢，内核支架在一侧的这种构建模式可以避免内核支架干扰骨再生和髓腔再通。2个月内实现长段4cm肋骨髓腔再通，精准仿生成骨微环境，且有利于血管的再生。
附图说明
13.图1是本发明制备方法流程示意图；
14.图2是本发明构建仿生支架流程示意图；
15.图3是本发明骨髓再生示意图；
16.图中示出构件名称及所对应的标记：pcl:聚己内酯；dcm:二氯甲烷ois:促成骨的无机盐pfa:制孔剂；d-spcl：风干的含ois和pfa的pcl；spcl:3d打印的含盐pcl；gl：明胶；sgl：含盐的明胶；spcl-sgl:含盐明胶和pcl固定在模具，spg:最终含盐支架；a1:肋骨3d数字模型；a2：打印的pcl阳模；a3：含有肋骨腔隙的阴模；a4：肋骨形状的spcl；a5：sgl和spcl整合，a6：肋骨形状支架；rb：再生骨区域；nb：正常骨区域。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅附图，实施例1
19.具体步骤方法如图1所示：将pcl溶解到二氯甲烷中，之后加入配方无机盐和制孔剂氯化钠，混合后风干，3d打印后放入去离子水(表面改性)后得到spcl；明胶被溶解到去离子水中，然后加入配方无机盐，得到sgl悬液；将spcl固定在硅胶磨具内，后将sgl悬液倒入模具，预冷、冻干、交联、在冻干最终形成可双相双时释放配方无机盐的仿生支架。
20.利用配方无机盐构建具有无机盐仿生微环境的多孔支架，再通过对3d打印的含配方无机盐的内核框架重塑，将其制备为半弧型肋骨形状内核，该形状内核不仅可以保持支架形状，而且其内核存在支架的一侧，在肋骨再生的过程中，内核逐渐被边缘化，而其内部的明胶多孔支架携带细胞完成组织再生以及髓腔再通。
21.具体实施过程中，配方无机盐占到整个支架质量的一半。
22.具体实施过程中，无机盐配方为羟基磷灰石、硅酸钙、柠檬酸钙、磷酸镁、磷酸锌。
23.具体实施过程中，配方比例为：羟基磷灰石为84％，硅酸钙为10％，柠檬酸钙为2％，磷酸镁为2％，磷酸锌为2％。
24.具体实施过程中如图2所示：整合计算机辅助设计，3d打印，铸造成型，内核重塑，冻干、交联等技术，实现利用配方无机盐构建特定形状、一定强度，具备仿生骨盐微环境的仿生支架构建。
25.图中：a1:肋骨3d数字模型；a2：打印的pcl阳模；a3：含有肋骨腔隙的阴模；a4：肋骨形状的spcl；a5：sgl和spcl整合，a6：肋骨形状支架。
26.如图3所示最终实现肋骨形状骨再生，并在短期内就可以实现骨髓腔再通。其中图3中rb：再生骨区域；nb：正常骨区域。
27.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素
的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，其特征在于：具体步骤方法如下：将pcl溶解到二氯甲烷中，之后加入配方无机盐和制孔剂氯化钠，混合后风干，3d打印后放入去离子水后得到spcl；明胶被溶解到去离子水中，然后加入配方无机盐，得到sgl悬液；将spcl固定在硅胶磨具内，后将sgl悬液倒入模具，预冷、冻干、交联、在冻干最终形成可双相双时释放配方无机盐的仿生支架；利用配方无机盐构建具有无机盐仿生微环境的多孔支架，通过对3d打印的含配方无机盐的内核框架重塑，将其制备为半弧型肋骨形状内核，该形状内核不仅可以保持支架形状，而且其内核存在支架的一侧，在肋骨再生的过程中，内核逐渐被边缘化，而其内部的明胶多孔支架携带细胞完成组织再生以及髓腔再通。2.根据权利要求1所述的结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，其特征在于：配方无机盐占到整个支架质量的一半。3.根据权利要求1所述的结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，其特征在于：无机盐配方为羟基磷灰石、硅酸钙、柠檬酸钙、磷酸镁、磷酸锌。4.根据权利要求3所述的结合3d打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，其特征在于：配方比例为：羟基磷灰石为84％，硅酸钙为10％，柠檬酸钙为2％，磷酸镁为2％，磷酸锌为2％。

技术总结

本发明公开了结合3D打印与仿生支架构建髓腔再生的方法，利用配方配比为84％羟基磷灰石，10％硅酸钙，2％柠檬酸钙，2％磷酸镁，2％磷酸锌混合，构建具有无机盐仿生微环境的多孔支架，通过对3D打印的含配方无机盐的内核框架重塑，将其制备为半弧型肋骨形状内核，该形状内核不仅可以保持支架形状，而且其内核存在支架的一侧，在肋骨再生的过程中，内核逐渐被边缘化，而其内部的明胶多孔支架携带细胞完成组织再生以及髓腔再通。再生以及髓腔再通。再生以及髓腔再通。