專利名稱：一種人工顱骨修復材料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)用的假體復合材料，更具體地說，是一種人工顱骨修復用的復合層結構材料。
目前，國內外醫(yī)療單位經(jīng)常使用的顱骨缺損修復材料大體可分金屬類如鈦板、鈦合金板非金屬類如骨水泥、玻璃陶瓷、硅橡膠、高壓聚乙烯、羥基磷灰石、有機玻璃、玻璃鋼；自體骨或異種骨如自體顱骨，髂骨吻合血管游離復合組織移植、滅活的牛髂骨。上述前兩種和牛髂骨均屬異物，植入人體后雖有生物相容性，但缺少組織親和力，不能滿足顱骨缺損修復后的生理要求(CN1125144A)，如鈦板和鈦合金板易吸熱、導熱系數(shù)大，在日光下有害于腦組織，鈦合金板有磁性，有礙于CT及磁共振影像學檢查和放射治療，成型困難，抗沖擊性能差；有機玻璃易老化且脆，易引起局部積液反應(中華整形燒傷外科，1990年第一期24-26頁)，組織親和力差，但價格低，成型容易，取材和使用方便；羥基磷灰石因具有與人骨成分相似的優(yōu)點，與人體有良好的相容性和明顯的親和力而受到人們的重視，但它存在著成型困難、抗沖擊性能差，不宜單獨使用，如CN1032423C專利提出一種生物相容性復合材料的制備方法，其上面有一層玻璃一羥基磷灰石陶瓷層的基材，和任意地在基材與層中有一層中間玻璃層，該方法比較復雜，制備基材需在400℃溫度下進行；也有用等離子噴涂在硬質基體上來使用(陳治清編，口腔材料科學，人民衛(wèi)生出版社，1988年版)，該方法需用昂貴的噴涂設備，所使用的基材必需耐3000℃以上的高溫，其涂層很薄。臨時配制成骨水泥使用時MMA單體易被人體吸收，引起血壓下降，若預制成型，使用時因剪裁困難和手術中應變性能差，使用上受到限制，玻璃鋼，因材料中有玻璃纖維，材料老化時，玻璃纖維從裂紋中或切面處外露刺激局部組織(CN1030523C)。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺點，提出一種制造簡單，成型容易，對人體相容好，抗沖擊性能強，價格便宜的一種人工顱骨修復材料及其制備方法。
實現(xiàn)本發(fā)明的目的主要技術方案采用包括羥基磷灰石或致密珊瑚、高分子粘接劑、增強纖維材料，制成復合層。
本發(fā)明的人工顱骨材料的組成及含量以組分之和為100計)羥基磷灰石5-10％、碳纖維布5-15％、滌綸20-30％、高分子樹脂50-70％。
所述的高分子樹脂是甲基丙烯酸甲酯。
所述的羥基磷灰石是四川大學提供的LM2040型，主要成分為Ca10(PO4)6(OH)2，所述的珊瑚是海南角蜂巢珊瑚，其主要成分是CaCO3和人體骨組織成分相似，價格只為羥基磷灰石的0.1％，加工也很容易，只需用5％次氯酸鈉溶液連續(xù)浸泡3次，每次1-2天，用離子交換水洗去有機質，干燥后磨碎即得致密珊瑚顆粒和粉末。
本發(fā)明的要人工顱骨材料的制備方法，包括以下步驟1、首先在聚乙烯模具上涂一層脫模劑，然后在其表面噴撒一層羥基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末，所述的脫模劑包括硅酮、聚乙烯醇；2、在(1)步表層次鋪一層滌綸織物，涂一層低粘度樹脂；3、在(2)步表層次鋪一層碳纖維布，涂一層低粘底樹脂；4、在(3)步表層反復依次鋪一層滌綸織物，涂一層樹脂，直至厚度為2-3mm；5、在(4)步樹脂表面噴撒一層羥基磷灰石顆?；蛑旅苌汉黝w粒；6、將(5)步未脫模的復合層于40℃下預固化4小時，然后在80-90℃固化2-4小時，脫模后冷卻至室溫即得到半成品；7、將(6)步半成品放入金屬模具內，在60-80℃下裝模，在125-200℃下壓至并使樹脂固化2-3小時，冷卻至75-85℃下由模具中取出，經(jīng)打孔、分切即得到成品。
所述的羥基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末直徑80-100目，所述的羥基磷灰石顆?；蛑旅苌汉黝w粒直徑0.3-0.9mm。
所述的孔，其目的是有利于手術中人工顱骨與顱骨骨板的固定，有利于術后引流，有利于表層和底層羥基磷灰石與頭皮結締組織與人工顱骨的親和，孔的間距為2-3cm，孔徑0.3-0.5cm。
本發(fā)明所用的增強纖維，除了碳纖維、絳綸外，還可采用丙綸和尼龍。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果本發(fā)明由于采用由羥基磷灰石或致密珊瑚、增強纖維、高分子粘接劑制得的復合層用作人工顱骨材料，它既有有機玻璃的斷裂韌性和柔韌性，又具有羥基磷灰石的活性，經(jīng)實驗證實，生物相容性好，異物反應輕，無細胞毒性，無致癌作用，對酒精、新潔爾來滅，碘伏、生理鹽水、血漿浸泡24小時，表層無變化，導熱系數(shù)低，抗沖擊性能高于有機玻璃，CT及核磁下無磁性反應，適用于腦外科、創(chuàng)傷外科、頜面和整形外科扁平狀骨缺損的修復。
下面通過實例進一步說明本發(fā)明的特點。
實例1本實例所用的原料南海珊瑚粉末(0.015mm)0.2kg，粒徑為0.3-0.9mm的南海珊瑚顆粒1.5kg，碳纖維布0.6kg、滌綸織物2.5kg、醫(yī)用級的聚甲基丙烯酸甲脂54kg。
具體制備過程首先在聚乙烯模具表面涂一層硅酮，依次撒一層珊瑚粉末，鋪一層條綸織物，涂一層樹脂，鋪一層碳纖維布，涂一層樹脂，然后反復依次鋪一層絳綸織物，涂一層樹脂，直至厚度為2mm，最后在樹脂表面撒一層珊瑚顆粒，得到復合層，復合層于40℃下預固化4小時，再于80±5℃下固化3小時，脫模后自然冷卻至室溫即為半成品；將半成品放入不銹鋼金屬模具內，在60±5℃下裝模，在150℃下壓制并使樹脂固化，緩慢冷卻，在75±5℃下由模具中取出，按孔間距2cm，孔徑0.4cm打孔，再切塊即得成品。成品的性能見表1，并與有機玻璃和增強纖維玻璃進行對比。
實例2本實例所用的原料為四川大學提供的羥基磷灰石，其粉末為0.015mm的0.3kg和粒徑為0.4-0.9mm的1.4kg、碳纖維布0.8kg、滌綸布1.7kg、甲基丙烯酸甲酯5.8kg。制備過程同實例1。
實例3本實例是生物學試驗。參照ASTMF1748-82、ISO/TR9966(1988)和虞頌庭等主編，《生物學醫(yī)學工程的基礎與臨床》，天津科學技術出版社，1989，P145的方法和規(guī)定，對實例1和實例2產(chǎn)品進行熱源反應、皮內注射、皮膚致敏、全身過敏、眼結膜角膜刺激、溶血等試驗，并同時與有機玻璃組進行對比觀察。病理證實本發(fā)明的材料術后7天和一個月炎癥及反應明顯低于有機玻璃組，組織親和力高于有機玻璃組；生物相容性好，熱源反應為0.5℃，低于藥典規(guī)定的陽性標準(1.4℃)；皮內注射實驗無紅斑、丘疹或水泡；波膚致敏實驗反應為陰性；全身過敏實驗為陰性；結膜刺激反應(一)；溶血實驗溶血率為1.5％，低于規(guī)定標準(5％)。上述結果說明本發(fā)明的產(chǎn)品臨床使用是安全的。
表1<
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權利要求
1.一種人工顱骨修復材料，其特征在于組成包括羥基磷灰石或致密珊瑚、增強纖維、高分子樹脂，具體組成及含量(以組分重量之和為100計)羥基磷灰石5-10％、碳纖維織物5-15％、滌綸20-30％、高分子樹脂50-70％。
2.按照權利要求1所述的材料，其特征在于所述的增強纖維，包括滌綸、碳纖維、丙綸、尼龍。
3.按照權利要求1所述的材料，其特征在于所述的高分子樹脂為甲基丙烯酸甲酯。
4.權利要求1所述的材料的制備方法，其特征在于制備過程包括以下步驟(1).在聚乙烯模具表面涂一層脫模劑，然后在其表面均勻地噴撒一層羥基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末(2).在(1)步表層依次鋪一層滌綸織物，涂一層樹脂；(3)在(2)步表層依次鋪一層碳纖維織物，涂一層樹脂；(4)在(3)步表層反復依次鋪一層絳綸織物，涂一層樹脂，直至厚度為2-3mm；(5).在(4)步樹脂表面均勻地噴撒一層羥基磷灰石顆?；蛑旅苌汉黝w粒；(6).將(5)步未脫模的復合層于40℃下預固化4小時，然后在80-90℃固化2-4小時，脫模后冷卻至室溫即得到半成品；(7).將(6)步半成品放入金屬模具內，在60-80℃下裝模，在100-150℃下使樹脂固化2-3小時，冷卻至75-85℃下由模具中取出，經(jīng)打孔、分切即得到成品。
5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于羥基磷灰石粉末或致密珊瑚粉末直徑80-100目，羥基磷灰石顆?；蛑旅苌汉黝w粒直徑0.3-0.9mm。
6.按照權利要求4所述的方法，其特征在于成品的孔間距為2-3cm，孔徑為0.3-0.5cm。
全文摘要
本發(fā)明是一種顱骨修復材料及其制備方法,其特點是采用羥基磷灰石、高分子粘接劑、增強纖維材料,通過手工涂敷或機械模壓成型方法制得復合層結構的人工顱骨修復材料。該材料制備方法簡單,具有較好的斷裂韌性和強度,加工容易,無毒,無致癌作用,生物相容性好,導熱系數(shù)低,抗沖擊性能較高。本發(fā)明的材料適用于腦外科、創(chuàng)傷外科、頜面和整形外科扁平狀骨缺損的修復。
文檔編號A61L27/00GK1249196SQ9812030
公開日2000年4月5日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權日1998年9月30日
發(fā)明者陶智潞 申請人:陶智潞, 李建民, 張保軍, 楊加峰, 喇萬英