[发明专利]软骨缺损处修复用模块及其形成方法

说明书

本发明公开了一种软骨缺损处修复用模块及其形成方法，形成方法包括：获取正常软骨的力学参数；根据正常软骨的所述力学参数，建立软骨修复用模块的虚拟模型；利用3D打印方法和所述虚拟模型，形成与待修复软骨缺损处匹配的修复用模块。本发明方法形成的软骨缺损处修复用模块，可将其应用于患者软骨缺损处，能够代替患者软骨，可实现负重、关节内摩擦的作用，并能够弥补软骨修复移植物来源不足的缺点，另外，手术移植简单方便，效果可靠。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种软骨缺损处修复用模块及其形成方法。

背景技术

关节软骨退变是人类科学一直无法完全解释和改变的生理过程。各个关节软骨退变会导致的严重骨关节炎，给患者带来极大的痛苦。目前，对于关节软骨退变的临床治疗方法主要有关节镜下软骨下骨微骨折、软骨移植和人工关节置换手术。软骨损伤是关节软骨退变的主要致病原因。小面积(小于5mm²)的软骨缺损主要采取关节镜下软骨下骨微骨折技术(钻孔至松质骨)，利用骨髓干细胞的修复能力进行修复。对面积较大(5mm²-2cm²)的软骨缺损，主要采用马赛克技术(软骨带骨质移植)，取非重要区域软骨进行局部移植，是一种拆东墙补西墙的技术。而且非重要区域软骨的面积有限，不能获得大量的软骨移植物。

目前，由于人工关节置换技术的非常成熟，马赛克技术运用越来愈少。对于大面积的软骨缺损、影像学证实关节间隙狭窄的患者，采用人工合金金属的关节假体进行整体或者表面置换能够获得很好的疗效。但是对面积为2cm²左右及以上的患者，要么采用止疼等保守治疗，等待软骨缺损面积增大后进行人工表面关节置换，要么相对较早的采用置换的手术治疗。但是人工关节存在使用寿命，并且人工金属内植物的手术存在一定的生命风险、感染、松动失效等并发症。

而目前软骨缺损的修复主要采用自体软骨移植，即，将不重要部位的软骨用环形钻头连带下方的骨质一起取出，利用直径较小的钻头在缺损区域打孔，将带软骨的骨块像楔子一样敲进去。或者，用可吸收螺钉进行软骨和软骨下骨连接。但是取自己的软骨数量有限，不能修复面积大的多发区域软骨的缺损。

基于软骨的结构和作用，有研究采用生物材料进行软骨的修复，可以避免自体软骨移植的取材来源，间充质干细胞和软骨细胞移植的疗效不稳定等等问题。目前有采用多为聚合物材料，有天然的和人工合成的，有可降解的和不可降解的，有水凝胶类材料和多孔聚合物支架材料等。同时将这些支架进行细胞加载，用于软骨病灶的治疗，获得了一定的疗效。细胞种类有骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、滑膜干细胞、成软骨细胞和软骨细胞等，这些细胞还可以进行改造后移植，能够增强细胞的功能状态。多数的移植物需要细胞的生长，增殖和分泌功能，逐渐形成新的软骨，特别是复合的可吸收支架。但是细胞状态的稳定性、支架作用的可持续性依然是一个很大的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种软骨缺损处修复用模块及其形成方法。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种软骨缺损处修复用模块的形成方法，其包括：

获取正常软骨的力学参数；

根据正常软骨的所述力学参数，建立软骨修复用模块的虚拟模型；

利用3D打印方法和所述虚拟模型，形成与待修复软骨缺损处匹配的修复用模块。

其中，根据正常软骨的所述力学参数，建立软骨修复用模块的虚拟模型包括如下步骤：

根据正常软骨的所述力学参数，建立虚拟样本模型；

利用3D打印方法和所述虚拟样本模型，获取虚拟软骨的样本；

根据样本的力学参数，建立软骨修复用模块的虚拟模型。

其中，根据样本的力学参数，建立软骨修复用模块的虚拟模型包括：