CN106267363B - 一种人造骨 - Google Patents
一种人造骨 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106267363B CN106267363B CN201610827303.XA CN201610827303A CN106267363B CN 106267363 B CN106267363 B CN 106267363B CN 201610827303 A CN201610827303 A CN 201610827303A CN 106267363 B CN106267363 B CN 106267363B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- nano
- print cartridge
- cartridge module
- bone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
- A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
- A61L27/48—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with macromolecular fillers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
- A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
- A61L27/3834—Cells able to produce different cell types, e.g. hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, marrow stromal cells, embryonic stem cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/52—Hydrogels or hydrocolloids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Botany (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hematology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
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
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 (4)
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;
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;
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;
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;
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,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℃。
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。
4.如权利要求1或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,聚醚酮酮,纳米β-磷酸三钙和稀柠檬酸经过辐照灭菌。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610827303.XA CN106267363B (zh) | 2016-09-18 | 2016-09-18 | 一种人造骨 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610827303.XA CN106267363B (zh) | 2016-09-18 | 2016-09-18 | 一种人造骨 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106267363A CN106267363A (zh) | 2017-01-04 |
CN106267363B true CN106267363B (zh) | 2019-06-14 |
Family
ID=57712536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610827303.XA Active CN106267363B (zh) | 2016-09-18 | 2016-09-18 | 一种人造骨 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106267363B (zh) |
Families Citing this family (4)
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 |
CN110639059B (zh) * | 2019-10-10 | 2020-12-11 | 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 |
CN115230143A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-10-25 | 南昌大学第二附属医院 | 一种可降解的高陶瓷颗粒浓度的柔性3d打印生物支架方法 |
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 |
Citations (6)
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 |
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 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6399558B2 (ja) * | 2012-10-29 | 2018-10-03 | スクリップス ヘルス | 軟骨細胞から多能性幹細胞を製造する方法 |
-
2016
- 2016-09-18 CN CN201610827303.XA patent/CN106267363B/zh active Active
Patent Citations (6)
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 |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106267363A (zh) | 2017-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106267363B (zh) | 一种人造骨 | |
CN101175513B (zh) | 生物材料及其制备方法 | |
Ni et al. | A novel bioactive porous CaSiO3 scaffold for bone tissue engineering | |
Combes et al. | Amorphous calcium phosphates: synthesis, properties and uses in biomaterials | |
Ferraz et al. | Hydroxyapatite nanoparticles: a review of preparation methodologies | |
Xu et al. | Hierarchically porous nagelschmidtite bioceramic–silk scaffolds for bone tissue engineering | |
Zhang et al. | Preparation and biocompatibility evaluation of apatite/wollastonite-derived porous bioactive glass ceramic scaffolds | |
DK2637709T3 (en) | Implants for load-bearing bone substitutes with hierarchically organized architecture stemming from plant structure transformation | |
CN108863332A (zh) | 一种具有微纳结构表面的三维多孔硅酸钙骨支架及其制备方法 | |
Ciobanu et al. | The effect of vitamins to hydroxyapatite growth on porous polyurethane substrate | |
KR100786312B1 (ko) | 칼슘 포스페이트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 칼슘포스페이트 | |
CN106110395A (zh) | 一种具有自修复、抗菌功效的骨修复支架及其制作方法 | |
CN101401960B (zh) | 明胶-羟基磷灰石复合球形颗粒的制备方法 | |
CN110141680A (zh) | 磷酸镁生物陶瓷功能梯度骨再生支架的制作方法 | |
KR101762580B1 (ko) | 다공성 골이식재 제조방법 | |
ES2885104T3 (es) | Material de regeneración ósea | |
ES2330823B2 (es) | Estructura hibrida co-continua para la regeneracion de defectos oseos. | |
JP5299658B2 (ja) | リン酸カルシウム透明体およびその製造方法 | |
CN101401953B (zh) | 磷酸盐生物陶瓷微球及其制备方法和装置 | |
CN101401970B (zh) | 胶原-羟基磷灰石复合球形颗粒的制备方法 | |
CN101401971B (zh) | 胶原球形多孔颗粒材料及其制备方法和装置 | |
JP2007159935A (ja) | リン酸カルシウム及びアパタイト/コラーゲン複合物からなる複合体 | |
CN101401963B (zh) | 明胶-β-磷酸三钙复合球形颗粒及其制备方法和装置 | |
CN101401967B (zh) | 胶原-β-磷酸三钙复合球形颗粒的制备方法 | |
CN101401957B (zh) | 壳聚糖-β-磷酸三钙复合球形多孔颗粒材料及其制备方法和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190520 Address after: 124000 Yushu Village, Wu Township, Panshan County, Panjin City, Liaoning Province, 17-398-75 Applicant after: Liaoning Gao Zhi Yi Technology Co., Ltd. Address before: 610041 No. 1, 1-1 building, 180 Ju Lu Road, Wuhou District, Chengdu, Sichuan, 1 Applicant before: Chengdu Addison Biotechnology Co. Ltd. |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |