[实用新型]一种碳/碳复合材料人工胸骨骨架

说明书

本实用新型公开了一种碳/碳复合材料人工胸骨骨架，包括胸骨主体和肋骨连接支一体结构，所述肋骨连接支分布在胸骨两侧；人工胸骨骨架具有三层结构，中间层为碳/碳复合材料基层，上表层为高孔隙率碳层，下表层为热解碳涂层、碳化硅涂层或热解碳/碳化硅混合涂层。该人工胸骨骨架具有质量轻、比强度高、组织相容性好等优点，使用方便。

技术领域

本实用新型涉及一种人工胸骨骨架，特别涉及一种由碳材料人工胸骨骨架，具体涉及一种碳/碳复合材料人工胸骨骨架，属于生物医用材料领域。

背景技术

由于胸骨肿瘤、纵膈肿瘤及严重胸骨感染等原因切除胸骨，导致大面积骨性胸壁缺如，通常需进行骨性胸壁重建，以维持胸廓的完整性、稳定性和对纵膈脏器的保护。

胸骨重建近些年开始得到关注，传统的手段如自体组织移植，其取材有限，一般仅能实现覆盖、力学性能不理想，现有的人工材料如骨水泥、聚四氟乙烯补片、甲基丙烯酸树脂、金属板(钛合金、形状记忆合金、不锈钢刚等)、有机玻璃板和钢丝网等材料也存在强度不足或强度过大的力学相容性的问题。如中国实用新型专利(申请号为CN201320881169.3)公开了一种人工胸骨柄，包括胸骨柄体和胸骨柄架，所述的胸骨柄体与胸骨柄架间带有生理弧度的连接，所述的胸骨柄体上设置有胸锁关节重建固定底座和第一肋骨固定底座，所述的胸骨柄架上设置有固定于第2、3肋间的第一环抱式固定爪和固定于第3、4肋间的第二环抱式固定爪；该胸骨柄最大的优点是固定牢固，重建符合生理结构，保留部分胸锁关节的活动度，手术后不影响上肢功能。中国实用新型专利(申请号：CN201520015890.3)公开了一种人工胸骨骨架，包括人工胸骨柄和人工胸骨体，所述人工胸骨柄与人工胸骨体为一体连接，所述人工胸骨柄的顶端与胸锁关节连接处为光滑关节曲面，所述人工胸骨体的两侧设有若干个人工肋骨，所述人工肋骨的端部设有与肋骨残端固连的连接构件；其最大的优点是结构简单，手术操作简便，对于组织的刺激性小，不易损坏周边连接的完好骨骼关节，有效恢复胸壁的骨性结构，保护胸腔脏器。中国实用新型专利(申请号：CN201520940848.2)公开了一种3D打印钛合金胸骨替代件，该替代件包括胸骨部分和肋骨部分，其中胸骨部分顶端与胸骨的结合位置均匀的开有替代件固定螺孔，所述胸骨部分底端设计为蝶尾状，左、右蝶尾对应替代的最后一级肋骨位置，且蝶尾状胸骨部分亦开有替代件固定螺孔；所述的各级肋骨部分外端与对应肋骨的结合位置均开有替代件固定螺孔安装固定。其采用钛合金材料作为替代件的制成材料，最大的优点是使替代件与原骨完美接合，缩短了手术时间，提高了手术效率。这些人工胸骨都存在一定的优势，但是最大的缺点是在于其采用钛合金或形状记忆合金等传统材料，生物相容性较差，且医学成像有伪影，不利于后续治疗。

实用新型内容

为了解决现有的人工胸骨存在的不足，本实用新型的目的是在于提供一种由碳/碳复合材料构成的质量轻、比强度高、组织相容性好、医学成像无伪影、使用方便的人工胸骨骨架。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种碳/碳复合材料人工胸骨骨架，其包括胸骨主体和肋骨连接支一体结构，所述肋骨连接支分布在胸骨主体两侧；人工胸骨骨架具有三层结构，中间层为碳/碳复合材料基层，上表层为高孔隙率碳层，下表层为热解碳涂层、碳化硅涂层或热解碳/碳化硅混合涂层。

优选的方案，所述碳/碳复合材料基层的碳纤维含量为30％～90％。

优选的方案，所述高孔隙率碳层的孔隙率为20％～60％。

优选的方案，所述热解碳涂层、碳化硅涂层或热解碳/碳化硅混合涂层的厚度为10～500μm。

优选的方案，所述胸骨主体和肋骨连接支上均设有若干缝合孔。

较优选的方案，所述碳/碳复合材料人工胸骨骨架的总体积密度为1.2～2.0g/cm³。