[发明专利]一种骨修复用梯度单元、多孔支架及制备方法

说明书

本发明涉及医用植入材料技术领域，公开了一种骨修复用梯度单元，包括若干结构单元和若干增强梁；结构单元包括相对设置且相连接的第一多孔结构和第二多孔结构，第一多孔结构具有第一承接面，第二多孔结构具有第二承接面，第一承接面与第二承接面相背设置，第一承接面设置有至少两根增强梁，第二多孔结构的第二承接面与相邻的结构单元的第一承接面依次合并以形成多孔单元，增强梁的半径沿多孔单元的首端向尾端逐个递减，两个多孔单元尾端的第二承接面相合并以形成一个梯度单元。本发明还公开了一种骨修复用多孔支架和一种骨修复用多孔支架的制备方法。其有益效果在于：弹性模量低，适于承受弯曲载荷。

技术领域

本发明涉及医用植入材料技术领域，具体涉及一种骨修复用梯度单元、多孔支架及制备方法。

背景技术

骨组织工程领域中，金属多孔植入物是研究的重点对象。通过设计多孔结构实现金属材料在力学性能和生物学性能上与人体自然骨组织的匹配。尽管该方向研究已经进行多年，但是骨组织工程实际应用仍然受到多重限制。其中植入物服役环境的个体差异导致其标准化困难是重要的制约因素。现有研究多将实际应用进行简化，采用较为直观的标准进行评价。从力学相容性角度出发，多孔植入物需具有与天然骨相近的弹性模量以避免应力屏蔽，并且具有足够强度满足其承载要求。从生物学相容性角度出发，植入物中的孔隙结构为细胞粘附和增殖提供合适的微观环境，并实现其利用率的最大化。已发表文献中可见，现有植入物的结构设计大多只考虑单轴载荷，针对需要承受弯曲载荷的植入物设计较少。然而人体中很多骨骼需要承受弯曲载荷，例如人体下颌骨等。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有结构存在的不足，提供了一种能够承载弯曲载荷的骨修复用梯度单元、多孔支架及其制备方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种骨修复用梯度单元，包括若干结构单元和若干增强梁；所述结构单元包括相对设置且相连接的第一多孔结构和第二多孔结构，所述第一多孔结构具有第一承接面，所述第二多孔结构具有第二承接面，所述第一承接面与第二承接面相背设置，所述第一承接面设置有至少两根增强梁，所述第二多孔结构的第二承接面与相邻的结构单元的第一承接面依次合并以形成多孔单元，所述增强梁的半径沿多孔单元的首端向尾端逐个递减，两个所述多孔单元尾端的第二承接面相合并以形成一个梯度单元。

进一步地，所述第一多孔结构包括呈圆台形的第一连接杆和若干第一节点，各个所述第一节点等距阵列以形成第一承接面，且四个第一节点分别位于第一承接面的四角，所述第一连接杆的一端分别与第一节点对应连接；所述第二多孔结构包括呈圆台形的第二连接杆和若干第二节点，各个所述第二节点等距阵列以形成第二承接面，且四个第二节点分别位于第二承接面的四角，所述第二连接杆的一端分别与第二节点对应连接，所述第一连接杆的另一端和第二连接杆的另一端均位于立方体的体心且相互连接；所述第二承接面的第二节点与相邻的结构单元的第一承接面的第一节点依次合并以形成多孔单元，两个所述多孔单元尾端的第二承接面的第二节点对应相合并以形成一个梯度单元；在梯度单元的两端面中，所述增强梁的两端分别与两个相邻第一节点的两端连接，且每一端面中至少两根增强梁之间相互平行；在第二承接面与第一承接面的合并面中，所述增强梁的两端分别与合并后的第二节点与第一节点连接，且每一合并面中至少两根增强梁之间相互平行。

进一步地，所述第一连接杆两端面的半径均沿多孔单元的首端向尾端逐个递增，所述第二连接杆两端面的半径均沿多孔单元的首端向尾端逐个递增。

进一步地，在梯度单元的两端面中，第一节点的半径等于增强梁半径与第一连接杆一端面半径中的最大值。

进一步地，所述第一节点的半径为r1，第一连接杆的一端面半径为R1，第一连接杆的另一端面的半径为R2，第二节点的半径为r2，第二连接杆的一端面半径为R3，第二连接杆的另一端面的半径为R4；在同一结构单元中：R1R2，R3R4，R2＝R4，R2/R1＝R3/R4；在第二承接面与第一承接面的合并面中：R1＝R3，r1＝r2。