一种调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架

本申请涉及假体材料，具体涉及调控颅颌面炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架。

背景技术：

1、3d打印生物支架是一种有效的手段，能使颅颌面大面积骨组织缺损再生具有良好维持成骨空间作用，然而颅颌面骨组织与其他部位的骨组织不同的是，颅颌面的骨组织的上层解剖层次主要是皮肤(上皮)以及皮下组织，而四肢的骨组织上多是由肌肉直接附丽。由于皮下组织中存在大量的纤维组织和血供，口腔颌面部的骨缺损中植入生物支架后，募集炎症细胞，根据植入物材料的性质的不同，炎症细胞反应后分泌一系列细胞因子，诱导成纤维细胞的增殖分化，形成“炎症-纤维复合体”，造成严重的炎症异物反应和纤维包裹，影响骨组织的愈合再生。

2、为了解决这个问题，临床过程以及研究中中常常在植入骨组织支架，例如羟基磷灰石后，在其上端置入生物膜抵挡成纤维细胞的长入防止纤维包裹的产生干扰骨再生进程，然而该过程存在许多不便之处，包括增加临床的工作量和难度、增加患者的治疗费用等。

3、因此我们提出采用3d打印的方法来制得一种可以调控“炎症-纤维复合体”并起到起到骨支撑作用的材料。

技术实现思路

1、本发明为解决3d打印的生物支架材料植入体内之后引起的炎症反应，从而造成过厚的纤维包裹，影响颅颌骨组织再生，以及3d打印羟基磷灰石精度低的问题，提出一种打印精度高，且可以改善炎症微环境，减少异物反应以及纤维包裹的免疫调节颗粒，从而实现抑制异物反应引起的纤维包裹的陶瓷骨支架材料，采用的技术方案为：

2、陶瓷骨支架材料在调控颅颌面炎症-纤维复合体的应用，陶瓷骨支架材料具有的特征包括：

3、陶瓷骨支架材料为3d打印的羟基磷灰石支架，

4、且所述陶瓷骨支架材料中掺入具有调控颅颌面炎症纤维复合体作用的纳米级或微米级的免疫调节颗粒。

5、进一步地，所述免疫调节颗粒包括但不仅限于氧化锆、金纳米颗粒、氧化锌颗粒。

6、进一步地，羟基磷灰石支架强度为0.3-1.9mpa，与骨组织的密度和强度匹配

7、进一步地陶瓷骨支架材料的孔隙率为43.8％-61.3％，利于组织细胞的长入和气体、营养物质的交换。

8、进一步地，3d打印陶瓷支架材料的孔径直径大小为200-350μm。

9、进一步地，陶瓷骨支架材料采用数字光处理技术3d打印而成，具有高精度以及与骨组织匹配的强度。

10、进一步地，陶瓷骨支架材料的制备方法包括：

11、步骤1、浆料制备：将光敏树脂、硅烷偶联剂、稀释剂、光引发剂和层间粘接剂混合均匀，再加入羟基磷灰石和免疫调节颗粒，搅拌均匀得到初始泥浆，将初始泥浆进行球磨处理，得到浆液；

12、步骤2、支架打印：使用三维软件设计待打印的陶瓷骨支架材料的三维模型，并对三维模型进行切片，将切片后的三维模型导入数字光处理3d打印机，将浆液装入数字光处理3d打印机的打印机气缸，调节打印参数，进行打印，打印完成后获得支架样品；

13、步骤3、支架烧结：对支架样品依次进行冲洗、干燥和去胶处理后再进行烧结，获得陶瓷骨支架材料。

14、本发明的有益效果：

15、(1)羟基磷灰石是天然骨组织的主要无机成分，具有良好的生物相容性、骨诱导性以及良好的生物活性，是临床常用的骨替代支架材料，3d打印的钙磷灰石支架可用于骨组织缺损的修复，相比于颗粒状钙磷灰石支架具有维持成骨空间的作用。

16、通过在3d打印支架中，植入具有调节免疫、控制纤维包裹的能力的颗粒物质，例如纳米氧化锆，达到下调炎症反应，抑制异物反应和纤维包裹的作用；

17、(2)本申请采用数字光处理3d打印技术，数字光处理技术打印机利用动态光学投影立体光刻平台形式打印计算机辅助设计控制的光学模式，其分辨率可达到微米级别，通过在光聚合物上投影并行打印整个平面的光学图案，大大减少了所需的时间；同时羟基磷灰石作为常用的骨组织工程支架材料，传统3d打印羟基磷灰石存在很大难点，这主要是由于熔融沉积成型技术打印的陶瓷多孔支架在控制孔隙率以及形态方面表现欠佳，强度欠佳，容易塌陷，加入氧化锆之后可以大大提升打印的精度，并使用下沉式数字化光处理3d打印技术制备致密羟基磷灰石/氧化锆支架生坯，烧结之后的羟基磷灰石支架不易塌陷，可保持良好的形态以及与骨组织相匹配的力学强度，可以实现快速、精准、高强度打印，实现羟基磷灰石的高精度、孔隙可控的打印；

18、(3)陶瓷骨支架的孔隙率具有保证支架具有良好的生物相容性以及抗炎功能，该调控颅颌面炎症-纤维复合体的陶瓷骨支架的孔径规定在200-350μm之间，该孔隙使骨再生支架具有最佳的便于氧气以及营养物质运输的条件，并且可能达到在体内支架的降解以及骨再生速度的平衡；

19、(4)氧化锆为一种在3d打印过程中控制精度的材料，且可改善支架的表面微裂结构，本申请将羟基磷灰石纳米粉末和氧化锆纳米粉末混合制作陶瓷骨支架材料，适配颅颌骨缺损形状的同时，将免疫调节颗粒加入到羟基磷灰石支架内，通过增加氧化锆纳米粉末产生的微裂隙增加生物相容性，促进支架在骨再生的过程，有利于细胞粘附和骨组织再生；

20、(5)免疫调节颗粒具有调控炎症反应的作用，故在颅颌面陶瓷骨支架中加入免疫调节颗粒，可以增加颅颌面骨支架表面的微裂隙，而微裂隙的增加可降低纤维包裹的程度，减轻“炎症-纤维复合体”的形成，增强其调控效果。

技术特征：

1.一种调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，陶瓷骨支架材料具有的特征包括：

2.根据权利要求1所述的调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，所述免疫调节颗粒包括但不仅限于氧化锆颗粒、金纳米颗粒、氧化锌颗粒等。

3.根据权利要求1所述的调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，羟基磷灰石支架的压缩强度为0.3-1.9mpa，与骨组织强度匹配。

4.根据权利要求1所述的调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，陶瓷骨支架材料的孔隙率为43.8％-61.3％，利于组织细胞的长入和气体、营养物质的交换。

5.根据权利要求4所述的调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，3d打印陶瓷支架材料的孔径直径大小为200-350μm。

6.根据权利要求1所述的调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，陶瓷骨支架材料采用数字光处理技术3d打印而成，具有高精度以及与骨组织匹配的强度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的调控炎症-纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，其特征在于，陶瓷骨支架材料的制备方法包括：

技术总结
本申请公开一种调控炎症‑纤维复合体的颅颌面陶瓷骨支架，陶瓷骨支架材料具有的特征包括：陶瓷骨支架材料为3D打印的羟基磷灰石支架，且所述陶瓷骨支架材料中掺入具有调控颅颌面炎症纤维复合体作用的纳米级或微米级的免疫调节颗粒。在颅颌面陶瓷骨支架中加入免疫调节颗粒，可以增加颅颌面骨支架表面的微裂隙，而微裂隙的增加可降低纤维包裹的程度，减轻“炎症‑纤维复合体”的形成，增强其调控效果。

技术研发人员：陈泽涛,王涛,高筱萌,范冰丰,杨杰婷,单正杰,许洁芸,王钢
受保护的技术使用者：中山大学附属口腔医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12