一種體內(nèi)生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，包括有導管，導管的出口端設(shè)在人工骨材料的中空腔內(nèi)，導管末端用克氏針固定在人工骨材料上，骨缺損處外圍設(shè)有用于固定的固定網(wǎng)，導管入口端與輸液港的出口相連，輸液港的入口與醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵相連；醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵內(nèi)的血漿經(jīng)過輸血港由導管給體內(nèi)供給；解決了材料細胞復合物體內(nèi)的營養(yǎng)供給以及血管長入的難題，為大段骨缺損的治療提供了良好的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、效果好的特點。
【專利說明】一種體內(nèi)生物反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，適用于各種原因引起的長節(jié)段骨缺損的修復重建，使得大段骨缺損的生物性愈合成為可能。
【背景技術(shù)】
[0002]創(chuàng)傷、感染以及骨腫瘤切除常導致嚴重的骨組織缺損，特別是大段(20毫米以上)骨缺損，大大增加救治難度，致使出現(xiàn)傷殘率高、傷殘時間長、后期治療困難等一系列問題。大段骨缺損的修復與功能重建一直是骨科的難題和研究熱點。目前臨床上多采用異體骨和帶血管自體骨移植治療大段骨缺損，但異體骨治療大段骨缺損還存在免疫排斥反應(yīng)和傳播疾病的危險。帶血管自體骨移植修復大段缺損，在受、供區(qū)均要進行復雜的操作，使患者承受著沉重的手術(shù)負擔，況且，自體供骨量畢竟有限。近年來骨組織工程技術(shù)飛速發(fā)展，組織工程化骨為骨缺損提供較理想的修復方式。組織工程骨以其來源不受限、具有較自體骨相似或更優(yōu)的生物功能等特征，在骨缺損的修復中顯示了前所未有的優(yōu)越性。
[0003]同時，生物反應(yīng)器在組織工程領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。目前眾多學者從仿生學角度出發(fā)，用體外生物反應(yīng)器模擬體內(nèi)組織或器官的內(nèi)環(huán)境，進行構(gòu)建組織工程骨的研究工作。通過培養(yǎng)室的轉(zhuǎn)動、中央管道灌注等方法將營養(yǎng)物質(zhì)均勻散射到三維支架材料內(nèi)部，持續(xù)供給細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)。在一定程度上解決了材料內(nèi)部的營養(yǎng)供給。但是目前的體外生物反應(yīng)器與實際體內(nèi)環(huán)境仍然存在較大差別，不能提供完全的體內(nèi)微環(huán)境，未解決組織工程骨的血管化問題。因此其只能在體外維持材料內(nèi)部細胞的存活，當材料移植入體內(nèi)骨缺損處時，由于血管長入需要數(shù)天甚至數(shù)周時間，細胞耐受缺氧僅為數(shù)小時，早期細胞的營養(yǎng)供應(yīng)僅靠機體組織液供應(yīng)，而氧的擴散力局限于200 μ m內(nèi)。最終材料內(nèi)部的細胞依然不能存活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，解決了材料細胞復合物體內(nèi)的營養(yǎng)供給以及血管長入的難題，為大段骨缺損的治療提供了良好的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、效果好的特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，包括有導管，導管的出口端設(shè)在人工骨材料的中空腔內(nèi)，導管末端用克氏針固定在人工骨材料上，骨缺損處外圍設(shè)有用于固定的固定網(wǎng)，導管入口端與輸液港的出口相連，輸液港的入口與醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵相連。
[0006]所述的輸液港與輸液港座相連，輸液港將體內(nèi)培養(yǎng)和體外灌注兩個系統(tǒng)分隔。采用輸液港進行分隔，極大減少了傷口污染的可能性。
[0007]所述的固定網(wǎng)采用鈦網(wǎng)。
[0008]所述的固定網(wǎng)由兩個半圓形的網(wǎng)組成，兩個半圓形的網(wǎng)用螺釘固定。
[0009]所述的人工骨材料采用盲端中空的多孔生物陶瓷材料。[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵內(nèi)裝入人造血漿，血漿內(nèi)含有細胞生存所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)以及相關(guān)的細胞因子，有利于細胞材料復合物的血管化和成骨。
[0012]導管與人工骨材料的連接通過一個細小的克氏針來固定。將細胞材料復合物移植入骨缺損處，利用內(nèi)固定或外固定將骨缺損處的兩端固定，人工骨材料周圍附上一層薄層鈦網(wǎng)，防止材料移位掉落，利用上下各兩個螺釘將鈦網(wǎng)固定于骨缺損處的兩端，
[0013]本實用新型提供人工骨材料完全的體內(nèi)環(huán)境、保證材料植入體內(nèi)骨缺損后仍能為材料內(nèi)部細胞持續(xù)提供營養(yǎng)且能夠促使材料血管化和成骨。在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷的基礎(chǔ)上，為臨床上大段骨缺損的治療提供了新的技術(shù)手段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型人工骨材料結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為本實用新型固定網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0018]參見圖1、2、3，一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，包括有導管1，導管I的出口端設(shè)在人工骨材料4的中空腔5內(nèi)，導管末端用克什針3固定在人工骨材料4上，骨缺損處外圍設(shè)有用于固定的固定網(wǎng)6，導管I入口端與輸液港2的出口相連，輸液港2的入口與醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵8相連。
[0019]所述的輸液港與輸液港座相連，輸液港將體內(nèi)培養(yǎng)和體外灌注兩個系統(tǒng)分隔。采用輸液港進行分隔，極大減少了傷口污染的可能性。
[0020]所述的固定網(wǎng)6由兩個半圓形的網(wǎng)組成，兩個半圓形的網(wǎng)用螺釘7固定。
[0021]所述的固定網(wǎng)6采用鈦網(wǎng)。
[0022]所述的人工骨材料采用盲端中空的多孔生物陶瓷材料。
[0023]在骨缺損處的近心端距離缺損2cm處鉆一圓形小孔直達骨髓腔。將連接輸液港的導管末端穿入此小孔，并通過骨髓腔延伸至骨缺損處，隨后將導管末端插入人工骨材料的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，導管的管道壁與人工骨材料的連接通過一個細小的克氏針來固定。將細胞材料復合物移植入骨缺損處，利用內(nèi)固定或外固定將骨缺損的兩端固定，材料周圍附上一層薄層鈦網(wǎng)(3D打印技術(shù)，網(wǎng)孔大小為0.5cmX0.5cm的正方形)，防止材料移位掉落，利用上下各兩個螺釘將鈦網(wǎng)固定于骨缺損處的兩端，此時細胞材料復合物被周圍肌肉等軟組織所包裹。輸液港導管的另一端連接有輸液港座，將其固定于皮膚下。清洗傷口后逐層關(guān)創(chuàng)，縫合皮膚，只在體表可觸摸到一圓形凸起，將一無損傷針經(jīng)皮垂直穿刺到輸液港注射座的儲液槽內(nèi)。該無損傷針與一個醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵相連接。這一整套結(jié)構(gòu)的組合構(gòu)成了體內(nèi)生物反應(yīng)器。該型生物反應(yīng)器不僅提供大段組織工程化骨在體內(nèi)的營養(yǎng)供給，而且使得周圍肌肉軟組織內(nèi)的血管不斷向內(nèi)長入。使得材料從內(nèi)部和外部兩個層面同時成骨和成血管，加快了細胞材料復合物與兩端骨缺損的愈合。
[0024]本實用新型工作原理:[0025]醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵內(nèi)的血漿經(jīng)過輸血港由導管給體內(nèi)供給。
[0026]I)醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵內(nèi)裝入人造血漿，血漿內(nèi)含有細胞生存所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)以及相關(guān)的細胞因子，有利于細胞材料復合物的血管化和成骨。
[0027]2)嚴格控制灌注時的流量和流速為2.0ml / h，由于灌注的人造血漿流經(jīng)多孔的人工骨材料后并不能完全被細胞吸收，因此多余的血漿將會被周圍的肌肉軟組織所吸收。研究發(fā)現(xiàn)周圍軟組織平均晶體液滲透速率為0.125ml / (h.cm2) 0
[0028]3)持續(xù)灌注兩周即可，研究發(fā)現(xiàn)包裹在軟組織中的單純?nèi)斯す遣牧显趦芍軆?nèi)血管已經(jīng)長入材料深部。因此，灌注兩周后大量血管已經(jīng)長入材料內(nèi)部，足以為剩余的細胞提供營養(yǎng)物質(zhì)。
[0029]4)兩周后停止灌注，并將輸液港、克氏針和薄層鈦網(wǎng)完全移除。
[0030]本實用新型的體內(nèi)生物反應(yīng)器能夠完全克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，保證人工骨材料內(nèi)部與外部兩個層面同時血管化和成骨，不僅為大段骨缺損的治療提供了新的技術(shù)手段，也為臨床治療創(chuàng)造了新的思維方式。
【權(quán)利要求】
1.一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，包括有導管(1)，其特征在于，導管(I)的出口端設(shè)在人工骨材料(4)的中空腔(5)內(nèi)，導管末端用克氏針(3)固定在人工骨材料(4)上，骨缺損處外圍設(shè)有用于固定的固定網(wǎng)(6)，導管⑴入口端與輸液港(2)的出口相連，輸液港(2)的入口與醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵(8)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的輸液港與輸液港座相連，輸液港將體內(nèi)培養(yǎng)和體外灌注兩個系統(tǒng)分隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的固定網(wǎng)(6)由兩個半圓形的網(wǎng)組成，兩個半圓形的網(wǎng)用螺釘(7)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的固定網(wǎng)(6)采用鈦網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種體內(nèi)生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的人工骨材料采用盲端中空的多孔生物陶瓷材料。
【文檔編號】A61F2/28GK203564380SQ201320736266
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】王臻, 樊博 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學