[发明专利]一种多层核壳结构的载药人工骨及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多层核壳结构的载药人工骨及其制备方法，该人工骨由多层的核壳单元交错堆叠组成，上下两层的核壳单元打印方向呈一定的角度，使得相邻两层的核壳单元之间能够形成孔隙，方便药物的逐步释放；每一个核壳单元的中间设置有药物，使得每一个核壳单元的药物被单独包裹，结合孔隙结构，使得每一个核壳单元中的药物都能够从孔隙中可控释放。

技术领域

本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种多层核壳结构的载药人工骨及其制备方法。

背景技术

开放性骨折软组织损伤、创口污染，容易发生软组织感染或骨髓炎，常导致骨折延迟愈合甚至不愈合，因此开放性骨折的软组织感染和创伤后骨髓炎一直是重要的临床问题。常规的处理方法是：严格清创，恰当固定，尽量早期闭合创口，全身应用足量、广谱、强效抗生素防治感染。但长期全身应用抗生素有可能带来一系列副反应如：肝肾功能损害等，而且存在药物难以进入缺乏血供病灶区，局部药物浓度不高，药物利用率低的弊端。骨结核、骨肿瘤在临床治疗上同样存在着全身用药副作用大，局部疗效差的问题。

创伤性骨损修复过程中，极易引发感染，替代骨移植成功与否与是否感染密切相关，而很多实际工作中大多患者是在感染状态下或是高感染风险下植骨的，所以期间加入大量抗生素预防治疗，时下许多研究都将重点放在骨支架的相容性，诱导活性及生物力学特性等方面，却很少注意到所采用的骨支架材料的抗感染及治疗感染的特性上。

目前国内外载药人工骨方面的研究主要有载体材料和制造工艺两个研究发展方向。载体材料的开发研究相对较多，主要集中在开发寻找具有更好生物相容性、适宜的机械强度和可降解性能、具有良好骨诱导性和骨传导性的新型材料和复合材料。对制备工艺的研究相对较少，现有的载药人工骨制备工艺主要有直接灌装法、溶剂浇铸法，压模成形法和熔融成型法等。

上述方法操作简单，能达到一定的药物缓释目的，但不同程度上存在制造的载药人工骨结构简单，通常仅加载一种药物，释药方式单一。而随着骨结核和多细菌混合感染引起的骨髓炎的增多以及日益严重的细菌耐药性；而且现有载药人工骨一般均为厂商批量生产，所载药物通常固定，可选范围小，更不可能做到对每个患者病原菌敏感，因此不能很好的满足临床多药物联合治疗的需要和个体化治疗要求。目前虽然有使用3D打印制作载药人工骨的案例，但大都是通过药物与人工骨材料直接混合打印，这极大地降低了成品的强度，增加了药物受污染的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种多层核壳结构的载药人工骨及其制备方法，以解决现有技术中制备出的载药人工骨强度低、药物易于受到污染的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种多层核壳结构的载药人工骨，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。

本发明的进一步改进在于：

优选的，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。

优选的，所述人工骨壳的宽度为人工骨核宽度的2～5倍。

优选的，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)。