[发明专利]一种骨损伤修复用的多孔植入体结构及加工方法

说明书

一种骨损伤修复用的多孔植入体结构，包括多个结构支架，所述结构支架包括多个结构单元，所述结构单元外轮廓呈正四棱柱状，所述正四棱柱的底面边长为d，所述正四棱柱的侧棱高度为h，所述结构单元包括4根支撑梁柱和4条连接杆，4根所述支撑梁柱设置于所述结构单元的4条侧棱处，相邻的两条所述支撑梁柱之间通过连接杆连接，所述连接杆均与水平方向呈一定夹角。本产品由竖直方向支撑梁柱和与水平方向成一定角度的倾斜连接杆组成，由于无水平方向连接杆，可以减少支架成型后其中残余应力导致的变形，减小成型后连接杆断裂发生的可能，成角度的连接杆增加了结构支架的曲率，增加细胞粘附的可能性。

技术领域

本发明涉及医疗器械设计技术领域，具体涉及一种骨损伤修复用的多孔植入体结构及加工方法。

背景技术

由于肿瘤或者粉碎性骨折导致的大面积骨缺损通常采用骨移植方法进行修复，但是，因移植骨来源有限，易发生感染、疾病传播等并发症受到限制，金属多孔植入物具有良好的生物相容性和力学相容性，成为骨组织修复的重要研究方向，三维连通的孔结构能够使体液和营养物质在植入体中传输，促进组织再生与重建，加快愈合过程。

目前研究报道中多孔植入体结构通常采用简单的圆柱体、长方体、球体等相互连接成型得到复杂的空间结构。其中单元结构多基于自然界中的微观结构，如晶体结构，蜂窝结构、桁架结构等。以晶体结构为例，单元结构在立方体顶点、体心、面心位置设置球形节点，并通过圆柱形连接杆相互连接，但是目前的设计该结构具有设计复杂、强度低等劣势，无法同时满足多孔植入物的力学性能需求，不能实现结构和性能的主动控制，不利于植入物的个性化调整。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种骨损伤修复用的多孔植入体结构，本发明具有足够的承载能力，可以解决成型过程中的应力集中问题，同时可以个性化调整。

同时本发明还提供了一种骨损伤修复用的多孔植入体结构的加工方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种骨损伤修复用的多孔植入体结构，包括多个结构支架，所述结构支架包括多个结构单元，所述结构单元外轮廓呈正四棱柱状，所述正四棱柱的底面边长为d，所述正四棱柱的侧棱高度为h，所述结构单元包括4根支撑梁柱和4条连接杆，4根所述支撑梁柱设置于所述结构单元的4条侧棱处，相邻的两条所述支撑梁柱之间通过连接杆连接，所述连接杆均与水平方向呈一定夹角。本产品由竖直方向支撑梁柱和与水平方向成一定角度的倾斜连接杆组成，由于无水平方向连接杆，可以减少支架成型后其中残余应力导致的变形，减小成型后连接杆断裂发生的可能，成角度的连接杆增加了结构支架的曲率，增加细胞粘附的可能性。

优选的，所述结构单元沿侧面镜像一次形成二次结构单元，所述二次结构单元沿长侧面镜像形成结构支架，处于同一列的结构单元的支撑梁柱之间相互连接，所述多孔植入体结构由多个所述结构支架阵列而成，多孔植入体结构的外形轮廓可以是规则的几何形状，也可根据患者的实际情况定制。

优选的，4条所述连接杆首尾相连，呈阶梯状分别设置于所述结构单元的四个侧面，阶梯状设计可以增加多孔植入体结构的孔隙率，增加细胞粘附的可能性。

优选的，所述支撑梁柱为横截面为正方形，所述正方形的边长为a，其中a≥0.25mm。

优选的，所述连接杆的横截面为矩形，所述矩形的长为b，所述矩形的宽为c，其中b＝a，

优选的，所述连接杆与水平方向呈一定的夹角为α，所述夹角α的正切值tanα＝(h/4-c)/d。

由于骨组织工程多孔植入物的孔隙率适宜范围为50％-90％，可以通过调整正四棱柱的边长d，侧棱高h，连接杆截面矩形的长b，宽c，支撑梁柱底面边长a，控制孔隙率和孔隙直径等参数，以满足多孔支架与人体骨组织相匹配的弹性模量和抗压强度。