一种快速成型可降解镁金属骨软骨支架的制作方法

本实用新型属于骨科手术技术领域，涉及一种快速成型可降解镁金属骨软骨支架。

背景技术：

关节软骨病变作为一个基本的病理过程，几乎参与了所有临床常见的关节疾病病理变化早期阶段。由于软骨组织内缺乏血管和淋巴分布，软骨细胞含量少，缺少细胞分化所必须的祖母细胞且包埋于稠厚的细胞外基质中，迁徙难度大，无法有效移动到损伤部位参与修复，因此其自我修复能力非常差，即使是微小的软骨缺损也难以自然修复。目前临床上对于关节软骨损伤主要以手术治疗为主，包括：关节镜修复术、微骨折术、自体软骨移植术和自体软骨细胞移植术等。然而这些治疗方法临床疗效不够理想，且存在许多不足之处。组织工程技术的出现，为关节软骨损伤的治疗提供了一种全新的思路和方法。软骨组织工程的研究内容主要包括三个方面：种子细胞、细胞生长因子和支架材料。其中支架材料为种子细胞提供获取营养、气体交换、废物排泄和生长代谢的场所，种子细胞附着于支架材料上不断更新、代谢，分化繁殖新的细胞，细胞生长因子参与调控种子细胞代谢，促进细胞增殖、分化等，最终形成与正常软骨组织在形态和功能上完全一致且能正常代谢、增殖的新生软骨组织。目前已有很多研究用不同的生物材料制备双相或多相支架用于仿生正常骨软骨单元的结构。但由于双相或多相支架是由两个或多个部分共同组成，所以在体内应用时就有各部分分离的可能，这将严重影响骨软骨整体的重建。

镁作为一种有巨大潜力的植入材料，能够克服现有金属材料的缺点。镁重量轻、密度小，有高强度/重量比；其弹性模量(45GPa)较目前常用的植入材料更接近于正常骨组织，可避免应力遮挡效应对新骨生成和塑形的影响；镁能够在体内降解，可避免二次手术给患者带来的影响，其降解产物镁离子是人体含量丰富的阳离子，主要贮存于骨骼中，是多种酶的辅助因子，是核糖体的关键结构之一；镁离子还能够刺激骨折端硬骨痂的生成、诱导成骨，促进骨折愈合，并刺激软骨生成。这些特性使镁及其合金有可能成为理想的骨科植入材料。

技术实现要素：

为解决目前组织工程软骨支架力学性能低、无天然骨软骨界面等问题。本实用新型提供一种可降解的镁合金骨软骨支架。其具有多孔性、良好的力学性能，符合组织工程支架的要求，为治疗骨软骨损伤提供了良好的工具和手段。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种快速成型可降解镁金属骨软骨支架，所述的软骨支架是镁粉烧结成的多孔结构，软骨支架主体为倒锥台结构，顶部为球面结构；软骨支架包括孔隙不同的三层结构，顶层为软骨层，中层为软骨下骨板层，下层为松质骨层。

所述的三层结构的孔隙由上至下依次增大。

所述的软骨支架底部还设置有支腿。

所述的支腿的数量为三个，三个支腿中心对称分布。

所述的软骨层的层厚为2mm，孔径大小为0.4-0.5mm；

所述的软骨下骨板层层厚为1mm，孔径大小为0.5-0.8mm。

所述的松质骨层层厚为5mm，孔径大小为0.8-1.0mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型是以可降解镁合金为材料，通过快速成型的方法，可个性化的订制包含有完整的骨软骨界面的组织工程支架，良好的仿生了正常骨软骨组织的结构。其具有多孔性、良好的力学性能，符合组织工程支架的要求，为治疗骨软骨损伤提供了良好的工具和手段。新型关节骨软骨细胞外基质源性支架有良好的细胞相容性，能促进细胞的增殖，为种子细胞提供了良好的生长环境。

进一步，三层结构的形状、孔径、厚度均可根据需求进行调整是一种具有分层结构的可降解组织工程支架。

【附图说明】

图1为本实用新型的软骨支架示意图；

图2为本实用新型的软骨支架剖面图；

其中，1为软骨支架，2为支腿，3为软骨层，4为软骨下骨板层，5为松质骨层。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型的一种快速成型可降解镁金属骨软骨支架，包括软骨支架1和支腿2，其中软骨支架1主体为倒锥台结构，顶部为球面结构；三个支腿2中心对称设置。整体结构采用电子束熔融的方法，以用镁粉为原材料将其烧结成为具有三层结构的组织工程骨软骨支架1，即软骨层3、软骨下骨板层4及松质骨层5。

如图2所示，本实用新型制备的软骨支架包含有三层结构，第一层为软骨层3，层厚为2mm，其孔径大小为0.4-0.5mm；中层为软骨下骨板层4，层厚为1mm，孔径大小为0.5-0.8mm；下层为松质骨层5，层厚5mm，孔径大小为0.8-1.0mm。

其中，三层结构的形状可根据需求进行调整；所述的三层结构根据要求不同其所含的孔径大小也不同；所述三层结构每层的厚度根据需求也可进行调整。是一种具有分层结构的可降解组织工程支架。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不隔离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。