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CN110433011A - 一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置 - Google Patents

一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置 Download PDF

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CN110433011A CN201910678895.7A CN201910678895A CN110433011A CN 110433011 A CN110433011 A CN 110433011A CN 201910678895 A CN201910678895 A CN 201910678895A CN 110433011 A CN110433011 A CN 110433011A
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唐佩福
孙国飞
李明
尹鹏滨
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Abstract

本发明公开了一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其包括主体部，所述主体部包括顶板、侧板及底板，所述侧板搭接于顶板与底板之间，所述侧板为向一侧弯曲的构件，顶板、侧板及底板围成单侧开口的空腔；所述用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置的装置还包括输液管，所述输液管与所述空腔可拆卸的连通以为异位成骨的形成输送营养液。本发明提供的一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，适用于异位成骨治疗大段骨缺损，其结构合理，设计巧妙，在空腔的单侧设置开口用于设置组织工程支架、同种异体骨料，同时在形成空腔的侧板设置多个微孔，有效保证了物质交换，提高大段骨缺损的治疗效果。

Description

一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置。
背景技术
近年来随着骨组织工程学的迅速发展，应用骨组织工程技术治疗骨缺损为当前发展趋势，异位成骨模型相对于原位成骨可以减少实验中影响成骨的变量，能评估成骨干细胞、成骨诱导材料的效果。异位骨化(HO)是指发生于骨组织以外的正常软组内的异位畸形成骨，是一个动态发展的过程；异位骨化是异位成骨的一种。
专利CN1279973C公开了一种注射的凝胶型骨修复生物活性材料及其制备方法，该材料的每个使用单位由A组分和45～55mg B组分组成，其中，A组分由海藻酸钠10～40mg、骨形态发生蛋白0.1～1mg、甘露醇10～20mg组成，B组分每mg中含有：水难溶性钙化合物0.0498～0.1476mg、葡萄糖酸内酯0.0498～0.2953mg、聚乙烯吡咯烷酮0.0040～0.0157mg、余量为甘露醇。此注射型骨修复材料生物相容性好，使用简便安全，无须手术就可以植入骨科患者需要治疗的部位。动物实验证明其成骨活性与需要通过手术植入的含骨形态发生蛋白的固态骨修复材料相当。
专利CN105013016A公开了一种骨缺损再生修复组织工程骨及其构建方法与应用，组织工程骨由三层骨髓间充质干细胞聚合体与两层骨基质颗粒构成的复合层状结构体；复合层状结构体是由骨髓间充质干细胞聚合体-骨基质颗粒-骨髓间充质干细胞聚合体-骨基质颗粒-骨髓间充质干细胞聚合体组成的复合体；骨髓间充质干细胞聚合体包括骨髓间充质干细胞以及由骨髓间充质干细胞分泌的并分布在骨髓间充质干细胞周围的胞外基质。该方法适用于骨缺损再生修复，实现了骨的生理再生并提高了骨缺损的修复治疗效果。
专利CN104096266A公开了一种基于软骨内成骨体系的组织工程骨，是将间充质干细胞种植于多孔骨支架材料上构建组织工程复合体，再在体外对其进行成软骨分化诱导培养2周，继而进行成肥大化软骨分化诱导培养2周获得。该发明方法构建的基于软骨内成骨体系的组织工程骨能够在体内异位成骨，并成功修复骨缺损，避免了大块组织工程骨如何均匀血管化和保证足够营养供给的难题。
专利CN108478876A公开一种促血管化骨组织工程支架的制备方法，其包括如下步骤：采用化学沉淀法，将含水溶性钙盐、水溶性铜盐、水溶性锌盐及表面活性剂的水溶液与磷酸盐的水溶液反应，制备缺钙磷灰石浆料，进行干燥后，得到粉体；其中，所述水溶性钙盐、水溶性铜盐、水溶性锌盐的摩尔比为15～168:1:1；将所得粉体与液相溶液混合配成浆料，然后注入模具，进行干燥成型、高温烧结，得到多孔磷酸钙陶瓷支架；将载GDF-5的微球负载在所得多孔磷酸钙陶瓷支架表面，真空干燥后得到所述促血管化骨组织工程支架。本发明所得组织工程支架具有优良的骨传导性、骨诱导性、生物降解性能和促血管化性能，解决了骨缺损快速修复的难题，具有良好的实际应用前景。
目前，缺少将异位成骨用于骨缺损修复的相关研究。将异位成骨用于骨缺损修复，在治疗骨感染骨缺损时具有特别的优势，因为在治疗骨感染骨缺损时，第一阶段要控制感染，此时无法在骨缺损部位进行成骨。而利用这个时间进行异位成骨，并在骨感染控制后整块移植到骨缺损部位，具有比缺损部位直接放入组织工程支架更快、更好的恢复效果。但如果要用这种异位成骨的方法，最好有一种专门用于承载组织工程支架的外壳，可以方便操作，同时促进异位成骨。
因此，亟需设计一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，有效提高体内异位成骨的质量及速度。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，本发明提供的一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，适用于异位成骨治疗大段骨缺损，其结构合理，设计巧妙，在空腔的单侧设置开口用于设置组织工程支架、同种异体骨料，同时在形成空腔的侧板设置多个微孔，有效保证了物质交换，提高大段骨缺损的治疗效果。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，包括主体部，所述主体部包括顶板、侧板及底板，所述侧板搭接于顶板与底板之间，所述侧板为向一侧弯曲的构件，顶板、侧板及底板围成单侧开口的空腔；所述用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置的装置还包括输液管，所述输液管与所述空腔可拆卸的连通以为异位成骨的形成输送营养液。
在一些实施例中，所述侧板的截面形状为圆形的局部，所述顶板及底板匹配设置，使得侧板的两端与顶板及底板的外侧搭接固定。
在一些实施例中，所述侧板的截面形状为椭圆形的局部，所述顶板及底板匹配设置，使得侧板的两端与顶板及底板的外侧搭接固定。
在一些实施例中，所述顶板、侧板及底板为一体化结构，三者围成单侧开口的空腔。
在一些实施例中，所述侧板上设置有多个微孔，以与所述空腔的外部进行物质交换。
在一些实施例中，所述微孔均匀设置在侧板上。
在一些实施例中，所述微孔的截面积不大于0.5mm2。
在一些实施例中，所述微孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形的任一种。
在一些实施例中，所述顶板、侧板及底板为弹性件。
在一些实施例中，所述顶板、侧板及底板为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚羟基乙酸、生物玻璃的任一种构成。
本发明有益效果：
本发明提供的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，适用于异位成骨治疗大段骨缺损，其结构合理，设计巧妙，在空腔的单侧设置开口用于设置组织工程支架、同种异体骨料，在肌肉内为组织工程支架、同种异骨材料等组件的放置提供空间，使成骨外形规则，且便于取骨操作，同时在形成空腔的侧板设置多个微孔，有效保证了物质交换，独创的输液管与所述空腔可拆卸的连通便于为异位成骨形成的初期补充输送营养液，促进了成骨质量和速度，提高大段骨缺损的治疗效果。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是本发明所述一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置的结构示意图；
图2是本发明所述一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置另一实施例的结构示意图；
图3是茜素红染色结果显示图；
图4a及图4b是大体结果显示图。
图中：
10.主体部；11.顶板；12.侧板；13.底板；14.空腔；15.微孔；20.输液管。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本申请所述一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置进行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。
本发明所述一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置的结构示意图，如图1所示，该装置设置在人体骨缺损部位的肌肉中，其包括主体部10，所述主体部10包括顶板11、侧板12及底板13，所述侧板12搭接于顶板11与底板13之间，所述侧板12为向一侧弯曲的构件，顶板11、侧板12及底板13围成单侧开口的空腔14；所述用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置的装置还包括输液管20，所述输液管20与所述空腔14可拆卸的连通便于为异位成骨形成的初期补充输送营养液，促进了成骨质量和速度，后期可拆卸。
作为本发明的一个实施例，所述顶板11、侧板12及底板13围成的单侧开口的空腔14内设置有组织工程支架、同种异体骨料等组件，有效保证了物质交换；同时主体部10具有一定的刚度，能够保证结构的稳定性，防止主体部10中的顶板11、侧板12或底板13强度不足而造成所述空腔14的组件破损，为异位成骨提供良好的生长环境。
作为本实施例的一个方面，所述侧板12的截面形状为圆形的局部，所述顶板11及底板13匹配设置，使得侧板12的两端与顶板11及底板13的外侧搭接固定。作为一种变体，所述顶板11、侧板12及底板13为一体化结构，三者围成单侧开口的空腔14。
作为本实施例的另一个方面，所述侧板12的截面形状为椭圆形的局部，如图2所示，所述顶板11及底板13匹配设置，使得侧板12的两端与顶板11及底板13的外侧搭接固定。作为一种变体，所述顶板11、侧板12及底板13为一体化结构，三者围成单侧开口的空腔14。可以理解的是，所述侧板12的截面形状也可以为其他不规则的形状，只要侧板12向一侧弯曲，使得侧板12与顶板11及底板13形成单侧开口的空腔12，在肌肉内为组织工程支架、同种异骨材料等组件的放置提供空间，使成骨外形规则，且便于取骨操作。
作为本发明的一个实施例，所述侧板12上设置有多个微孔15，如图1及图2所示，微孔15的设置能够使得空腔14的组件与所述空腔14的外部进行物质交换。
作为本实施例的一个方面，所述微孔15均匀设置在侧板12上，以保证空腔内外的物质交换顺畅进行。作为本实施例的一种变体，所述微孔15也可以大致均匀分布在侧板12上；在其他实施例中，所述顶板11及底板13也可设置微孔15，所述微孔15大致均匀的设置在顶板11及底板13上，保证空腔14内外的物质交换顺畅进行，同时保证主体部10的强度。
作为本发明的一个实施例，所述微孔15的截面积不大于0.5mm2，优选的，所述微孔15的截面积为0.3mm2。
在一些实施例中，所述微孔15的形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形的任一种。作为本实施例中的一种变体，所述微孔15形状也可为任意两种、三种或多种的组合，只要能够保证主体部10的强度，同时保证空腔14内外的物质交换顺畅性即可。
作为本发明的一个实施例，所述顶板11、侧板12及底板13为弹性件，以保证顶板11、侧板12及底板13形成的空腔14内部能够设置组织工程支架、同种异体骨料等组件；在一些实施例中，所述顶板11、侧板12及底板13为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚羟基乙酸、生物玻璃的任一种构成，以提高大段骨缺损的治疗效果。
异位成骨手术在经过紫外线照射的实验动物专用手术操作间进行，待麻醉起效后，利用动物专用剃毛器对术区进行备皮。将新西兰大白兔俯卧于手术操作台，利用医用碘酒对范围内皮肤进行消毒，常规铺巾，暴露实验动物后背，于后背脊柱两侧作两个长约2cm的切口，掀起皮肤后，以血管钳和组织剪分离皮下组织及浅筋膜，深达脂肪深层，直至显露肌肉浅筋膜，用钝性分离器分离出口袋状肌袋，将该装置内承载组织工程支架后，以生理盐水浸润，再平放入肌袋内，输液管20露出皮肤，然后逐层缝合伤口，并做好标记。
表1是血检结果对照表，图3在装置中放入3D打印的骨组织工程支架，异位成骨培养2周后，茜素红染色显示，具有良好的成骨效果。
表1血检测结果显示
表1的结果表明，所述组织支架用于异位成骨过程中，无细胞毒性。
将组织工程支架首先异位成骨2周后再植入骨缺损部位；对照试验为：直接将组织工程支架植入骨缺损部位，表2是力学实验结果对照表。
表2力学实验结果对照表
由表2可知，将组织工程支架首先异位成骨2周后再植入骨缺损部位较直接将组织工程支架植入骨缺损部位，在20周时具有更好的成骨效果。
图4a、图4b是异位成骨支架体内成骨效果图，在兔桡骨缺损模型中，应用该装置将组织工程支架首先在肌肉内异位成骨2周后，将组织工程支架再植入骨缺损部位，如图4a所示；直接将组织工程支架植入骨缺损部位，图4b示出；组织工程支架首先异位成骨2周后再植入骨缺损部位较直接将组织工程支架植入骨缺损部位，在20周时具有更好的成骨效果。
本发明提供的一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，适用于异位成骨治疗大段骨缺损，其结构合理，设计巧妙，在空腔的单侧设置开口用于设置组织工程支架、同种异体骨料，在肌肉内为组织工程支架、同种异骨材料等组件的放置提供空间，使成骨外形规则，且便于取骨操作，同时在形成空腔的侧板设置多个微孔，有效保证了物质交换，提高大段骨缺损的治疗效果，具有较好的推广价值。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，包括主体部，所述主体部包括顶板、侧板及底板，所述侧板搭接于顶板与底板之间，所述侧板为向一侧弯曲的构件，顶板、侧板及底板围成单侧开口的空腔；所述用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置的装置还包括输液管，所述输液管与所述空腔可拆卸的连通以为异位成骨的形成输送营养液。
2.根据权利要求1所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述侧板的截面形状为圆形的局部，所述顶板及底板匹配设置，使得侧板的两端与顶板及底板的外侧搭接固定。
3.根据权利要求1所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述侧板的截面形状为椭圆形的局部，所述顶板及底板匹配设置，使得侧板的两端与顶板及底板的外侧搭接固定。
4.根据权利要求1所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述顶板、侧板及底板为一体化结构，三者围成单侧开口的空腔。
5.根据权利要求1所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述侧板上设置有多个微孔，以与所述空腔的外部进行物质交换。
6.根据权利要求5所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述微孔均匀设置在侧板上。
7.根据权利要求5所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述微孔的截面积不大于0.5mm2。
8.根据权利要求5所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述微孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形的任一种。
9.根据权利要求1所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述顶板、侧板及底板为弹性件。
10.根据权利要求9所述的用于大段骨缺损治疗的辅助体内异位成骨装置，其特征在于，所述顶板、侧板及底板为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚羟基乙酸、生物玻璃的任一种构成。
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