[发明专利]基于数字重建的矿化胶原基颅骨缺损修复体及制备方法

权利要求书

1.一种基于数字重建的矿化胶原基颅骨缺损修复体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取患者的颅骨影像数据；

S2、将获得的颅骨影像数据导入医学逆向软件中，设置阈值上界和阈值下界以选取颅骨而排除周围软组织，并通过区域增长操作排除未与主体颅骨连接的骨组织，得到颅骨三维模型；

S3、将所述颅骨三维模型导入逆向工程软件中，创建出与颅骨缺损处匹配的内部修复曲面和外部修复曲面的曲面模型；

S4、将步骤S3得到的曲面模型导入数字模型雕刻软件中进行细节处理；

S5、将细节处理后的曲面模型导入逆向工程软件中，将内部修复曲面和外部修复曲面缝合成封闭实体后构成修复体模型，并将该修复体模型与步骤S2得到的颅骨三维模型做布尔运算，使所述修复体模型的边缘与缺损骨缘吻合；

S6、将步骤S5得到的修复体模型进行翻模操作，得到用于刀路编程的上模与下模加工数据，之后通过五轴数控加工中心加工出实体的模具；

S7、将矿化胶原/聚己内酯混合悬液倒入步骤S6加工好的模具中,将模具连同其中所灌注的混合悬液一起放置在-20℃的环境中预冻，待混合悬液冷冻成固体后卸去上模，然后放入冷冻干燥机中进行冷冻干燥直至重量不再发生变化，脱去模具，得到矿化胶原基颅骨缺损修复体；

所述矿化胶原/聚己内酯混合悬液通过以下方法制备：

步骤S7-1、将胶原溶于盐酸、硝酸或醋酸中的任何一种，配制成胶原的酸溶液，其中胶原浓度为5.0×10^-5～5.0×10^-3g/mL；

步骤S7-2、持续搅拌步骤S7-1所得溶液，缓慢滴加含钙离子的溶液，钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子0.01～0.16mol；

步骤S7-3、持续搅拌步骤S7-2所得溶液，缓慢滴加含磷酸根离子的溶液，磷酸根离子的加入量与步骤S7-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝1/1～2/1；

步骤S7-4、持续搅拌步骤S7-3所得溶液，缓慢滴加NaOH溶液至混合体系pH＝6～8，当pH＝5～6时，混合体系开始出现沉淀，当pH＝7时，混合体系出现白色悬浊液；

步骤S7-5、将步骤S7-4所得混合体系静置24～120小时，分离出沉淀并洗去杂质离子，随后对混合体系进行浓缩，直至获得固液比为0.03～0.06g/mL的矿化胶原胶冻；

步骤S7-6、将步骤S7-5获得的矿化胶原胶冻进行冷冻干燥，获得矿化胶原粉；

步骤S7-7、将分子量为50,000～500,000的聚己内酯在有机溶剂中配制成质量体积浓度为0.08～0.16g/mL的溶液；

步骤S7-8、在步骤S7-7所得聚己内酯溶液中加入步骤S7-6所得的仿生矿化胶原粉，并充分搅拌至混合均匀，制得矿化胶原/聚己内酯混合悬液，其中矿化胶原/聚己内酯的质量比为6:4～2:8，并使混合悬液的质量体积浓度为0.2～0.3g/mL。

2.根据权利要求1所述的基于数字重建的矿化胶原基颅骨缺损修复体的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S3-1、将所述颅骨三维模型导入逆向工程软件中，创建切割平面，将颅骨三维模型分割成包含颅骨缺损的模型以及未包含颅骨缺损的模型；所述切割平面平行于骨窗的法向投影，并且所述切割平面的分割边缘与缺损骨缘的距离为15mm～20mm；

S3-2、在包含颅骨缺损的模型中，通过曲线创建命令沿着颅骨缺损靠近皮肤的外部边缘选取曲率变化最大处，将曲率变化最大处的点连接成环，转化成边界，再将边界内部的图形删除，创建出缺损边界；同样对颅骨缺损靠近硬脑膜的内部边缘创建出缺损边界；

S3-3、通过逆向工程软件的曲率计算功能，按照缺损边界周围完好的自体骨的曲率拟合出待创建修复曲面，进而在缺损边界处创建出修复体模型的内部和外部修复曲面。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的基于数字重建的矿化胶原基颅骨缺损修复体的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中获取患者颅骨影像数据的方式包括计算机断层扫描、核磁共振和X射线。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的基于数字重建的矿化胶原基颅骨缺损修复体的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中设置的阈值上界为2190-2196，阈值下界为222-230。