[发明专利]一种基于马钱子碱的3D打印人工骨组合物和制备基于马钱子碱的3D打印人工骨的方法

说明书

本发明涉及3D打印人工骨领域，公开了一种基于马钱子碱的3D打印人工骨组合物和制备基于马钱子碱的3D打印人工骨的方法，该组合物中含有左旋聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸(PGA)、羟基磷灰石和马钱子碱，其中，在所述组合物中，所述羟基磷灰石的含量为5‑20wt％，所述马钱子碱的含量为1‑10wt％，以及所述左旋聚乳酸和所述聚乙醇酸的总含量为70‑94wt％。本发明的方案能够克服基于马钱子碱、PLLA和PGA一起形成的3D打印人工骨组合物机械强度低的缺陷。

技术领域

本发明涉及3D打印人工骨领域，具体涉及一种基于马钱子碱的3D打印人工骨组合物和一种制备基于马钱子碱的3D打印人工骨的方法

背景技术

创伤、感染、骨肿瘤切除及其它骨疾病经常会导致粉碎性骨折、骨质丧失、骨坏死等现象的出现，致使骨骼间形成较大间隙从而造成骨缺损。

由于人体自身对骨的修复能力有限，缺损部位难以自我愈合，因此寻找一种既能起支撑作用，又能修复骨缺损促使骨组织重建的替代物是非常有必要的。

人工骨，作为替代人体骨或者修复骨组织缺损的人工生物材料，其可再生、来源广、易成型、具有良好的生物相容性，且具有合适的力学性能，并具有使新生骨组织生长的合适孔隙率等优点。若能将人工骨做到降解速度可控，使得其与宿主新生骨生长速度基本匹配的话，将有助于在骨组织重建中由人造体向生物体的转化，从而很好地修复骨缺损。长期以来，人工骨支架材料的选择及支架构建，一直是生物材料研究领域中的热点之一。

左旋聚乳酸(Poly(L-lactide)，PLLA)，作为美国药品食品监管局批准的生物可降解聚合物材料之一，它具有良好的生物相容性和机械性能，但其较差的亲水性限制了其降解速率。

相比而言，聚乙醇酸(Polyglycolide，PGA)，具有良好的生物相容性和优越的亲水性能，在水中的降解速率快且降解产物无毒，可被人体自然吸收，是一种有影响力的生物可降解医用高分子材料，缺点是PGA材料的力学强度较低，致使塑型能力差，机械性能不佳。

羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)，是生物有机体骨骼和牙齿的主要无机成分，生物活性好，能促进骨传导，刺激骨的形成与结合。由于HA单一使用时高度易脆，限制了其在骨缺损修复领域的应用，因此目前HA往往会结合其它材料一起制备成复合支架，提高复合材料的机械性能及生物相容性。

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)，是3D打印的一种，其原理主要是通过计算机控制激光束的功率，使激光束温度达到材料熔点对材料粉末进行瞬间烧结，然后逐层打印使粉末循环粘连堆积，直至打印出所需支架的三维结构。SLS技术能快速成型，制备工艺简单，可对多种混合粉末及药物进行烧结，打印出来的支架孔径及孔隙率能满足骨组织生长的基本要求，任何一种粉状物质或药物，只要在激光束下能熔化且不分解，都可用来构建人工骨支架，使同一支架中包含不同的物质成为可能。因此，SLS技术为具有复杂成分的载药骨支架构建提供了新工艺与方法。

马钱子碱，是中药马钱子中的有效成分之一，具有促进创伤愈合，抗肿瘤，镇痛抗炎，促进血液循环，调节免疫等作用。且近代研究表明，马钱子碱有促进软骨细胞增殖的作用，且能加快骨折修复细胞的分化、增殖，诱导骨折局部BMP合成。但由于其治疗窗窄，有效剂量与最小中毒剂量较为接近，限制了其在临床上的应用。因此，我们将马钱子碱作为生物活性物质，以复合生物材料为载药支架材料，利用3D打印技术构建马钱子碱仿生人工骨支架，随着支架材料在组织中的缓慢降解，马钱子碱被仿生控释出来，达到局部控释给药的作用，既可以避免全身给药的毒性，又可以发挥其诱导细胞扩增和成骨分化及矿化的目的，从而促进骨缺损的修复和成骨再生。

发明内容

本发明期望解决的技术问题是克服基于马钱子碱、PLLA和PGA一起形成的3D打印人工骨组合物机械强度低的缺陷。

本发明的发明人是基于如下构思获得本发明的技术方案的：