具有混合曲面结构单元的植入体结构及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有混合曲面结构单元的植入体结构及制备方法，该植入体结构包括多个第一曲面结构单元和多个第二曲面结构单元，所述多个第一曲面结构单元阵列形成第一支架结构，所述多个第二曲面结构单元阵列形成第二支架结构，并且所述第一支架结构和第二支架结构通过S型函数过渡连接形成所述植入体结构；所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元分别由隐函数表达式控制，并且所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元的结构不同，所述第一支架结构的孔隙率大于所述第二支架结构的孔隙率。该植入体结构具备良好的力学性能和生物学性能，并且两个曲面结构单元可通过数学函数进行精确控制，实现设计及成形的准确性。

【技术实现步骤摘要】
具有混合曲面结构单元的植入体结构及制备方法
本专利技术涉及生物医用植入材料
，具体涉及一种具有混合曲面结构单元的植入体结构及制备方法。
技术介绍
在临床中，修复大面积骨缺损的重要方法之一是人工假体置换手术。其中多孔结构被广泛应用，然而现有的植入体结构多为传统的单一杆状结构单元，而人的自然骨组织的结构和性能具有随空间位置不同的梯度分布，因此这类支架在力学性能和生物相容性方面都无法达到匹配。一方面，杆基点阵结构由于其存在明显的节点，在此处易产生局部应力集中，因此无法高效传递载荷，并易在循环应力的作用下失效；另一方面，杆基点阵的比表面积较低，而这不利于细胞在支架上的附着和增殖。总体来看，目前的单一点阵结构无法同时满足力学性能和生物形容性能的要求。另外，传统的粉末烧结和铸造方法在制备植入体结构时工艺复杂、生产周期长且制备精度低，因此难以得到具有理想性能的植入体结构。因此，获得一种具有混合曲面结构的植入体结构是骨置换术中亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有混合曲面结构单元的植入体结构及制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有混合曲面结构单元的植入体结构，其特征在于，包括多个第一曲面结构单元和多个第二曲面结构单元，所述多个第一曲面结构单元阵列形成第一支架结构(1)，所述多个第二曲面结构单元阵列形成第二支架结构(2)，并且所述第一支架结构(1)和第二支架结构(2)通过S型函数过渡连接形成所述植入体结构；/n所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元分别由隐函数表达式控制，并且所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元的结构不同，所述第一支架结构(1)的孔隙率大于所述第二支架结构(2)的孔隙率。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有混合曲面结构单元的植入体结构，其特征在于，包括多个第一曲面结构单元和多个第二曲面结构单元，所述多个第一曲面结构单元阵列形成第一支架结构(1)，所述多个第二曲面结构单元阵列形成第二支架结构(2)，并且所述第一支架结构(1)和第二支架结构(2)通过S型函数过渡连接形成所述植入体结构；
所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元分别由隐函数表达式控制，并且所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元的结构不同，所述第一支架结构(1)的孔隙率大于所述第二支架结构(2)的孔隙率。


2.根据权利要求1所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构，其特征在于，所述第一曲面结构单元为Diamond曲面结构，所述Diamond曲面结构的隐函数表达式为：

其中，a、b、c为结构单元在x、y、z方向的长度；t1为控制结构单元孔隙率的常数。


3.根据权利要求2所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构，其特征在于，所述第二曲面结构单元为I-WP曲面结构，所述I-WP曲面结构的隐函数表达式为：

其中，a、b、c为结构单元在x、y、z方向的长度；t2为控制结构单元孔隙率的常数。


4.根据权利要求3所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构，其特征在于，所述Diamond曲面结构和I-WP曲面结构在x、y、z方向的长度a、b、c均为0.5～2mm；所述常数t1为0.0833～0.75，所述常数t2为0.3846～3.4615。


5.根据权利要求4所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构，其特征在于，所述第一支架结构(1)由所述多个第一曲面结构单元沿长、宽、高三个维度进行阵列形成的柱状多孔结构，所述第二支架结构(2)由所述多个第二曲面结构单元沿长、宽、高三个维度进行阵列形成的空心柱状多孔结构；所述第一支架结构(1)设置在所述第二支架结构(2)的中部空心处。

【专利技术属性】
技术研发人员：路新，徐伟，于爱华，侯辰锦，刘博文，张策，张嘉振，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11