專利名稱：用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)用工程技術(shù)領(lǐng)域的植入體，具體的說，涉及的是一種用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元。
背景技術(shù)：
頜骨常常因外傷、腫瘤、炎癥等多種因素而造成骨缺損。頜面外科和整形美容外科骨缺損修復(fù)方法在人工替代骨、自體骨移植和異體骨移植的開發(fā)上都做了大量的工作，但無論哪種修復(fù)方式都往往借助于金屬植入體形成連接和固定。由此導(dǎo)致其與軟組織接觸，因而常常造成臨床頜面骨缺損修復(fù)過程中的病變和失效。由于金屬植入體(鈦、鈦合金及不銹鋼等)與軟組織接觸且兩者間存在著由于相對(duì)微動(dòng)而形成的摩擦，頜面骨缺損修復(fù)一直是醫(yī)學(xué)工程上的一個(gè)難點(diǎn)。大量來自臨床的病歷表明，該部位骨缺損修復(fù)常常由于存在與軟組織的相對(duì)微動(dòng)，使得植入體與軟組織之間形成纖維包囊以及由于相互間的摩擦作用常常造成軟組織的破壞，如軟組織產(chǎn)生炎癥甚至植入體磨穿軟組織等現(xiàn)象。
對(duì)于“骨-軟組織”的界面結(jié)合，醫(yī)學(xué)界相對(duì)成功的經(jīng)驗(yàn)是采用“活性人骨—金屬支架”的三明治式組合植入體。然而活性人骨的來源受限，而且操作較為復(fù)雜。因此，如何使植入體表面帶有一層活性化骨，并通過它實(shí)現(xiàn)植入體與肌肉之間的活性長合，具有重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
醫(yī)學(xué)的臨床實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)，未經(jīng)表面改性處理的金屬植入體和骨組織難以形成鍵合，兩者間易形成纖維包囊，而在金屬表面上制備生物活性陶瓷膜后，則能與骨組織間形成化學(xué)鍵合。生理狀況下骨組織的生長速度較周圍的上皮組織及纖維結(jié)締組織慢，骨缺損部位纖維組織的長入必然會(huì)影響骨缺損修復(fù)的質(zhì)量。引導(dǎo)骨組織再生技術(shù)是利用生理屏障作用，阻止病損部位周圍生長較快的纖維結(jié)締組織及上皮組織長入修復(fù)部位，為該部位骨組織細(xì)胞的分化、增殖提供一個(gè)引導(dǎo)空間，因此，可以大大提高骨缺損修復(fù)的質(zhì)量和速度。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，至今尚未有與本發(fā)明主題相同或者類似的文獻(xiàn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，使其通過醫(yī)用金屬表面活性化技術(shù)與引導(dǎo)骨組織再生技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，用以改善“骨-軟組織”的界面。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括聚乳酸/成骨細(xì)胞體系和金屬基體-生物活性陶瓷體系。
所述的聚乳酸/成骨細(xì)胞體系是由聚乳酸片與經(jīng)過體外誘導(dǎo)形成的自體成骨細(xì)胞的復(fù)合而形成，其中，聚乳酸片是由聚乳酸基底和纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面組成。
所述的聚乳酸片基底為微觀多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為100-400μm，孔隙率為30-80％，它與纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面是一體的。
所述的金屬基體-生物活性陶瓷體系包括金屬基底、圓形通孔和鉤狀結(jié)構(gòu)表面，以及生物活性陶瓷膜。鉤狀結(jié)構(gòu)表面是由微型鉤子平行陣列構(gòu)成，圓形通孔與鉤子之間等距交錯(cuò)分布，即每四個(gè)相鄰鉤子的幾何中心有一個(gè)圓形通孔，而每四個(gè)相鄰圓形通孔的幾何中心有一個(gè)鉤子。金屬基底和鉤狀結(jié)構(gòu)表面為整體式結(jié)構(gòu)。生物活性陶瓷膜覆蓋在鉤狀結(jié)構(gòu)表面、圓形通孔的內(nèi)表面以及金屬基底的表面上。
所述的金屬基底和鉤狀結(jié)構(gòu)表面為生物相容性材料，可以選用鈦、鈦合金以及不銹鋼材料。金屬基底和鉤狀結(jié)構(gòu)表面為整體式結(jié)構(gòu)。鉤子的直徑為100-500μm，高度為300-1500μm，相鄰兩行(列)鉤子間距為3倍直徑距離，即300-1500μm。圓形通孔的直徑為200-1000μm，與鉤子間距相對(duì)應(yīng)。生物活性陶瓷膜為羥基磷灰石、磷酸三鈣、生物活性玻璃以及玻璃陶瓷，厚度為1-50μm。
本發(fā)明復(fù)合體系植入體可以設(shè)計(jì)為不同的形狀和尺寸。
本發(fā)明是針對(duì)頜面骨缺損臨床修復(fù)術(shù)中因植入體與面部肌肉相對(duì)磨損而產(chǎn)生的問題，提出的一種在金屬植入體表面生成組織工程化骨層的技術(shù)，即采用金屬基體-生物活性陶瓷體系和聚乳酸/成骨細(xì)胞體系植入體來實(shí)現(xiàn)。生物活性陶瓷膜可使金屬表面活性化，易于骨組織的形成，而有機(jī)降解材料聚乳酸則可起到引導(dǎo)骨組織再生作用。金屬基體表面致密的鉤狀結(jié)構(gòu)不僅可以起到嵌合作用，而且可以為組織生長提供機(jī)械鎖合的附著點(diǎn)。而金屬基體上的圓形通孔為內(nèi)外物質(zhì)交換、組織生長和牢固結(jié)合提供了便利。
圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明中聚乳酸/成骨細(xì)胞體系的示意3本發(fā)明中金屬基體-生物活性陶瓷體系的示意圖具體實(shí)施方式
如圖1-3所示，本發(fā)明包括聚乳酸/成骨細(xì)胞體系1和金屬基體-生物活性陶瓷體系2。
所述的聚乳酸/成骨細(xì)胞體系1是由聚乳酸片與經(jīng)過體外誘導(dǎo)形成的自體成骨細(xì)胞的復(fù)合而形成，其中，聚乳酸片是由聚乳酸基底3和纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面4組成。
所述的聚乳酸片基底3為微觀多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為100-400μm，孔隙率為30-80％，它與纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面4是一體的。
所述的金屬基體-生物活性陶瓷體系2包括金屬基底5、圓形通孔6和鉤狀結(jié)構(gòu)表面7，以及生物活性陶瓷膜8。鉤狀結(jié)構(gòu)表面7是由微型鉤子平行陣列構(gòu)成，圓形通孔與鉤子之間等距交錯(cuò)分布，即每四個(gè)相鄰鉤子的幾何中心有一個(gè)圓形通孔6，而每四個(gè)相鄰圓形通孔的幾何中心有一個(gè)鉤子。金屬基底和鉤狀結(jié)構(gòu)表面為整體式結(jié)構(gòu)。生物活性陶瓷膜8覆蓋在鉤狀結(jié)構(gòu)表面7、圓形通孔6的內(nèi)表面以及金屬基底5的表面上。
所述的金屬基底5和鉤狀結(jié)構(gòu)表面7為整體式結(jié)構(gòu)，材料為生物相容性材料，可以選用鈦、鈦合金以及不銹鋼材料。鉤子的直徑為100-500μm，高度在300-1500μm之間，相鄰兩行(列)鉤子間距為3倍直徑距離，即300-1500μm。圓形通孔6的直徑為200-1000μm，與鉤子間距對(duì)應(yīng)。生物活性陶瓷膜8為羥基磷灰石、磷酸三鈣、生物活性玻璃以及玻璃陶瓷，厚度為1-50μm。
本發(fā)明聚乳酸/成骨細(xì)胞體系1和金屬基體-生物活性陶瓷體系2之間的接合是通過鉤狀結(jié)構(gòu)表面7上致密的鉤子機(jī)械式地嵌入聚乳酸片表層的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)4中來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)該復(fù)合體系植入體植入后，自體成骨細(xì)胞會(huì)在生物活性陶瓷膜8表面成骨，并形成鍵合；而聚乳酸片可作為細(xì)胞外支架，支持自體成骨細(xì)胞的附著、遷移和生長，在骨組織和軟組織間可以起到隔離作用，避免軟組織較快長入。在其不斷降解之后，新生骨組織會(huì)替代長入，形成一定厚度的活性骨層；而在復(fù)合體系植入體外側(cè)軟組織長入并與新生的活性骨層形成結(jié)合。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是拆分式的結(jié)構(gòu)，能快捷地實(shí)現(xiàn)嵌合，并可以制備成不同的形狀和大小，以滿足頜面骨缺損修復(fù)的臨床。
權(quán)利要求
1.一種用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征在于，包括聚乳酸/成骨細(xì)胞體系(1)和金屬基體-生物活性陶瓷體系(2)，所述的聚乳酸/成骨細(xì)胞體系(1)是由聚乳酸片與經(jīng)過體外誘導(dǎo)形成的自體成骨細(xì)胞的復(fù)合而形成，其中，聚乳酸片是由聚乳酸基底(3)和纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面(4)組成；所述的金屬基體-生物活性陶瓷體系(2)包括金屬基底(5)、圓形通孔(6)和鉤狀結(jié)構(gòu)表面(7)，以及生物活性陶瓷膜(8)，鉤狀結(jié)構(gòu)表面(7)是由微型鉤子平行陣列構(gòu)成，圓形通孔(6)與鉤子之間等距交錯(cuò)分布，生物活性陶瓷膜(8)覆蓋在鉤狀結(jié)構(gòu)表面(7)、圓形通孔(6)的內(nèi)表面以及金屬基底(5)的表面上，鉤子機(jī)械式地嵌入纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面(4)從而使聚乳酸/成骨細(xì)胞體系(1)和金屬基體-生物活性陶瓷體系(2)結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，所述的聚乳酸片基底(3)，為微觀多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為100-400μm，孔隙率為30-80％，它與纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面(4)是一體的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，所述的金屬基體-生物活性陶瓷體系(2)中，每四個(gè)相鄰鉤子的幾何中心有一個(gè)圓形通孔(6)，而每四個(gè)相鄰圓形通孔的幾何中心有一個(gè)鉤子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，鉤子的直徑為100-500μm，高度在300-1500μm之間，相鄰兩行或列鉤子間距為300-1500μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，圓形通孔(6)的直徑為200-1000μm，與鉤子間距對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，所述的金屬基底(5)和鉤狀結(jié)構(gòu)表面(7)為整體式結(jié)構(gòu)，材料為生物相容性材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，所述的生物相容性材料，為鈦、鈦合金或不銹鋼材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，所述的生物活性陶瓷膜(8)，厚度為1-50μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或者8所述的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，其特征是，所述的生物活性陶瓷膜(8)，其材料為羥基磷灰石、磷酸三鈣、生物活性玻璃或者玻璃陶瓷。
全文摘要
一種醫(yī)用工程技術(shù)領(lǐng)域的用于頜面骨缺損修復(fù)的復(fù)合體系植入體單元，包括聚乳酸/成骨細(xì)胞體系和金屬基體－生物活性陶瓷體系，所述的聚乳酸/成骨細(xì)胞體系是由聚乳酸片與經(jīng)過體外誘導(dǎo)形成的自體成骨細(xì)胞的復(fù)合而形成，其中，聚乳酸片是由聚乳酸基底和纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面組成；所述的金屬基體－生物活性陶瓷體系包括金屬基底、圓形通孔、鉤狀結(jié)構(gòu)表面以及生物活性陶瓷膜，鉤狀結(jié)構(gòu)表面是由微型鉤子平行陣列構(gòu)成，圓形通孔與鉤子之間等距交錯(cuò)分布，生物活性陶瓷膜覆蓋在鉤狀結(jié)構(gòu)表面、圓形通孔的內(nèi)表面以及金屬基底的表面上。本發(fā)明是拆分式的結(jié)構(gòu)，能快捷地實(shí)現(xiàn)嵌合，并可以制備成不同的形狀和大小，以滿足頜面骨缺損修復(fù)的臨床。
文檔編號(hào)A61L27/00GK1820728SQ20061002363
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者王成燾, 蘇冰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)