一種體內生物反應器的制造方法
【專利摘要】一種體內生物反應器，包括有導管，導管的出口端設在人工骨材料的中空腔內，導管末端用克氏針固定在人工骨材料上，骨缺損處外圍設有用于固定的固定網，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的血漿經過輸血港由導管給體內供給；解決了材料細胞復合物體內的營養(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，具有結構簡單、效果好的特點。
【專利說明】一種體內生物反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于醫(yī)療【技術領域】，具體涉及一種體內生物反應器，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】
[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負擔，況且，自體供骨量畢竟有限。近年來骨組織工程技術飛速發(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，生物反應器在組織工程領域發(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)，用體外生物反應器模擬體內組織或器官的內環(huán)境，進行構建組織工程骨的研究工作。通過培養(yǎng)室的轉動、中央管道灌注等方法將營養(yǎng)物質均勻散射到三維支架材料內部，持續(xù)供給細胞所需的營養(yǎng)物質。在一定程度上解決了材料內部的營養(yǎng)供給。但是目前的體外生物反應器與實際體內環(huán)境仍然存在較大差別，不能提供完全的體內微環(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部細胞的存活，當材料移植入體內骨缺損處時，由于血管長入需要數天甚至數周時間，細胞耐受缺氧僅為數小時，早期細胞的營養(yǎng)供應僅靠機體組織液供應，而氧的擴散力局限于200 μ m內。最終材料內部的細胞依然不能存活。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種體內生物反應器，解決了材料細胞復合物體內的營養(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，具有結構簡單、效果好的特點。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種體內生物反應器，包括有導管，導管的出口端設在人工骨材料的中空腔內，導管末端用克氏針固定在人工骨材料上，骨缺損處外圍設有用于固定的固定網，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，輸液港將體內培養(yǎng)和體外灌注兩個系統分隔。采用輸液港進行分隔，極大減少了傷口污染的可能性。
[0007]所述的固定網采用鈦網。
[0008]所述的固定網由兩個半圓形的網組成，兩個半圓形的網用螺釘固定。
[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裝入人造血漿，血漿內含有細胞生存所需的各種營養(yǎng)物質以及相關的細胞因子，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，防止材料移位掉落，利用上下各兩個螺釘將鈦網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環(huán)境、保證材料植入體內骨缺損后仍能為材料內部細胞持續(xù)提供營養(yǎng)且能夠促使材料血管化和成骨。在克服現有技術缺陷的基礎上，為臨床上大段骨缺損的治療提供了新的技術手段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型人工骨材料結構圖。
[0016]圖3為本實用新型固定網的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0018]參見圖1、2、3，一種體內生物反應器，包括有導管1，導管I的出口端設在人工骨材料4的中空腔5內，導管末端用克什針3固定在人工骨材料4上，骨缺損處外圍設有用于固定的固定網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，輸液港將體內培養(yǎng)和體外灌注兩個系統分隔。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6由兩個半圓形的網組成，兩個半圓形的網用螺釘7固定。
[0021]所述的固定網6采用鈦網。
[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構內，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(3D打印技術，網孔大小為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，將一無損傷針經皮垂直穿刺到輸液港注射座的儲液槽內。該無損傷針與一個醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵相連接。這一整套結構的組合構成了體內生物反應器。該型生物反應器不僅提供大段組織工程化骨在體內的營養(yǎng)供給，而且使得周圍肌肉軟組織內的血管不斷向內長入。使得材料從內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的血漿經過輸血港由導管給體內供給。
[0026]I)醫(yī)用恒定流量氣囊動力泵內裝入人造血漿，血漿內含有細胞生存所需的各種營養(yǎng)物質以及相關的細胞因子，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)現包裹在軟組織中的單純人工骨材料在兩周內血管已經長入材料深部。因此，灌注兩周后大量血管已經長入材料內部，足以為剩余的細胞提供營養(yǎng)物質。
[0029]4)兩周后停止灌注，并將輸液港、克氏針和薄層鈦網完全移除。
[0030]本實用新型的體內生物反應器能夠完全克服現有技術的缺陷，保證人工骨材料內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手段，也為臨床治療創(chuàng)造了新的思維方式。
【權利要求】
1.一種體內生物反應器，包括有導管(1)，其特征在于，導管(I)的出口端設在人工骨材料(4)的中空腔(5)內，導管末端用克氏針(3)固定在人工骨材料(4)上，骨缺損處外圍設有用于固定的固定網(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.根據權利要求1所述的一種體內生物反應器，其特征在于，所述的輸液港與輸液港座相連，輸液港將體內培養(yǎng)和體外灌注兩個系統分隔。
3.根據權利要求1所述的一種體內生物反應器，其特征在于，所述的固定網(6)由兩個半圓形的網組成，兩個半圓形的網用螺釘(7)固定。
4.根據權利要求1所述的一種體內生物反應器，其特征在于，所述的固定網(6)采用鈦網。
5.根據權利要求1所述的一種體內生物反應器，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