[发明专利]一种多层核壳结构的载药人工骨及其制备方法

权利要求书

1.一种多层核壳结构的载药人工骨，其特征在于，所述人工骨由多层核壳单元交错堆叠组成，相邻两层核壳单元的长度方向中心线之间的夹角为α，所述α为10°～90°；

每一层核壳单元包括人工骨核和人工骨壳，所述人工骨壳由上下两层组成，所述上下两层人工骨壳的边部一体连接；人工骨核设置在上下两层的人工骨壳之间，人工骨核设置在上层人工骨壳及下层人工骨壳的中心部位，所述中心骨核被人工骨壳完全包裹；

所述中心骨核由药物和有机粘结剂组成，所述人工骨壳由生物陶瓷粉体和有机粘结剂组成，所述生物陶瓷粉体采用羟基磷灰石、β-磷酸三钙、硅酸钙或生物玻璃中的一种或多种，有机粘结剂采用聚乙烯醇、聚乙烯毗咯烷酮、壳聚糖或胶原蛋白中的一种或多种；

所述人工骨壳的宽度为人工骨核宽度的2～5倍；

人工骨壳中，所述生物陶瓷粉体和有机粘结剂的混合质量比为1:(1～1.5)；人工骨核中，所述药物和有机粘结剂的混合质量比为1:(1～2)；

所述载药人工骨的打印过程包括以下步骤：

步骤1，配制有机粘结剂溶液；

步骤2，混合生物陶瓷粉体和有机粘结剂，搅拌均匀后装入料筒中，脱泡后获得人工骨壳打印膏体；

步骤3，将药物和有机粘结剂混合，搅拌均匀后装入料筒中，获得药物浆料；

步骤4，获取患者骨缺损部位的影像扫描数据，通过软件处理后获得宿主骨原模型，进而获得待打印人工骨三维模型的STL文件；

步骤5，将人工骨壳打印膏体放置于第一打印头中，将药物浆料置于第二打印头中，将STL文件载入至PC Printer软件中，设置打印参数，第一打印头按照设定路线打印一次，打印出下层的人工骨壳；第二打印头按照设定路线在下层的人工骨壳上打印，打印出人工骨核；第一打印头按照设定路线，在人工骨核上打印，打印出上层的人工骨壳，第一层核壳单元打印完成；

步骤6，重复步骤5，在第一层核壳单元上打印第二层核壳单元，第二层核壳单元的中心线和第一层核壳单元的中心线之间的夹角为α，依次打印第三层…，第n层，直至所有的核壳结构打印完成，所述载药人工骨打印完成。

2.根据权利要求1所述的一种多层核壳结构的载药人工骨，其特征在于，所述药物为抗生素、抗结核药、化疗药物和细胞因子中的一种或多种。

3.一种权利要求1所述多层核壳结构的载药人工骨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，配制有机粘结剂溶液；

步骤2，混合生物陶瓷粉体和有机粘结剂，搅拌均匀后装入料筒中，脱泡后获得人工骨壳打印膏体；

步骤3，将药物和有机粘结剂混合，搅拌均匀后装入料筒中，获得药物浆料；

步骤4，获取患者骨缺损部位的影像扫描数据，通过软件处理后获得宿主骨原模型，进而获得待打印人工骨三维模型的STL文件；

步骤5，将人工骨壳打印膏体放置于第一打印头中，将药物浆料置于第二打印头中，将STL文件载入至PC Printer软件中，设置打印参数，第一打印头按照设定路线打印一次，打印出下层的人工骨壳；第二打印头按照设定路线在下层的人工骨壳上打印，打印出人工骨核；第一打印头按照设定路线，在人工骨核上打印，打印出上层的人工骨壳，第一层核壳单元打印完成；

步骤6，重复步骤5，在第一层核壳单元上打印第二层核壳单元，第二层核壳单元的中心线和第一层核壳单元的中心线之间的夹角为α，依次打印第三层…，第n层，直至所有的核壳结构打印完成，所述载药人工骨打印完成。

4.根据权利要求3所述的一种多层核壳结构的载药人工骨的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述有机粘结剂溶液中有机粘结剂的质量分数为3％～15％。

5.根据权利要求3所述的一种多层核壳结构的载药人工骨的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述影像扫描数据为CT、MRI或X线的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的一种多层核壳结构的载药人工骨的制备方法，其特征在于，步骤4中，第一打印头的宽度为第二打印头宽度的2～5倍。