一种融合器制造技术

本发明专利技术涉及医疗用品技术领域，具体涉及一种融合器，包括：主体,其呈扁平形状的多孔结构体，主体由若干个结构单元构成；其中，结构单元包括基体以及自基体的表面延伸的若干个外延部，基体的表面和/或外延部的表面由若干个曲面光滑连接构成；并且，主体的孔隙率高于40％；本发明专利技术的融合器为若干个结构单元构成扁平形状的多孔结构体，还利用参数化设计控制融合器整体结构的孔隙率，有效降低融合体的弹性模量，其次，结构单元包括基体和自基体的表面延伸的若干个外延部，基体和/或外延部的表面由若干个曲面光滑连接构成，这样的设计有效降低应力集中的问题，也利于细胞黏附，提升患者的术后恢复效果。术后恢复效果。术后恢复效果。

【技术实现步骤摘要】
一种融合器


[0001]本专利技术涉及医疗用品
，具体涉及一种融合器。

技术介绍

[0002]聚醚醚酮(PEEK)融合器是法国Scient
’
X公司研制的并于1997年用于临床。聚醚醚酮是一种热塑性聚合物，具有高强度、高刚度、耐腐蚀、抗水解等机械性能，而且还有很好的生物相容性，但是，聚醚醚酮融合器表面成骨效能较低，由此，科学家们针对性地研发出金属融合器。
[0003]经过实验研究发现，钛合金(Ti6Al4V)与其他金属相比具有很强的抗疲劳性和耐腐蚀性。钛合金还具有较好的生物相容性，将钛金属植入到动物体内，与其他金属相比钛合金的排斥反应较小。随着临床的应用，现有的钛合金融合器的缺点逐渐显露出来：现有的钛合金融合器因结构设计不合理而导致弹性模量较高(110GPa)，会出现力学性能不匹配，造成应力大量集中在植入体，术后容易出现临近椎体的下沉和松动等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种融合器，包括：主体,其呈扁平形状的多孔结构体，所述主体由若干个结构单元构成；其中，所述结构单元包括基体以及自所述基体的表面延伸的若干个外延部，所述基体的表面和/或所述外延部的表面由若干个曲面光滑连接构成；并且，所述主体的孔隙率高于40％。
[0005]进一步的，所述基体与所述外延部的结构通过参数化设计获得，参数化公式为：其中，L孔单元尺寸参数，C为孔隙率参数。
[0006]进一步的，所述基体呈球形，若干个所述外延部沿球形的所述基体的外周均布。
[0007]进一步的，所述外延部有六个，并且相邻两个所述外延部的轴线相互垂直。
[0008]进一步的，所述基体与所述外延部的结构通过参数化设计获得，参数化公式为：其中，L为孔单元尺寸参数，C为孔隙率参数。
[0009]进一步的，至少两个所述外延部相交并与所述基体的表面围合形成孔隙结构。
[0010]进一步的，所述基体与所述外延部的结构通过参数化设计获得，参数化公式为：
[0011][0012]其中，L为孔单元尺寸参数，C为孔隙率参数。
[0013]进一步的，所述外延部有八个，所述外延部包括圆柱部与椎部，所述椎部包括第一端面、第二端面与第三端面，所述第一端面、所述第二端面与所述第三端面自所述圆柱部的侧面呈伞状内延而相交。
[0014]进一步的，所述第一端面、所述第二端面与所述第三端面相互垂直。
[0015]进一步的，所述结构单元呈体心立方结构，所述基体位于立方结构的中心，八个所述外延部延伸至立方结构的八个边角。
[0016]进一步的，所述外延部呈柱状或锥状。
[0017]进一步的，所述结构单元呈金刚石结构。
[0018]本专利技术的有益效果有：本专利技术的融合器为若干个结构单元构成扁平形状的多孔结构体，还利用参数化设计控制融合器整体结构的孔隙率，有效降低融合体的弹性模量，其次，结构单元包括基体和自基体的表面延伸的若干个外延部，基体和/或外延部的表面由若干个曲面光滑连接构成，这样的设计有效降低应力集中的问题，也利于细胞黏附，提升患者的术后恢复效果。
附图说明
[0019]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1是本专利技术所述融合器的实施例一的结构单元的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术所述融合器的实施例二的结构单元的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术所述融合器的实施例三的结构单元的结构示意图；
[0023]图4是本专利技术所述融合器的实施例四的结构单元的结构示意图；
[0024]图5是本专利技术所述融合器的实施例五的结构单元的结构示意图；
[0025]图6是本专利技术所述融合器的结构示意图；
[0026]图7是本专利技术的孔隙率与孔隙率参数C的关系函数示意图；
[0027]图8是本专利技术的融合器的建模流程示意图；
[0028]图9是本专利技术的体心立方结构和金刚石结构的建模流程示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]参照图6所示的一种融合器，其采用钛合金以3D打印的方式一体成型获得，该融合器包括主体10，主体10为呈扁平形状的多孔结构体，主体10的上下端面具有一定的倾斜角度，上下端面的相对倾斜角度可根据患者的实际情况而定，具体的，主体10由若干个结构单元构成，其可以是通过3D打印的方式使得若干个结构单元熔融以构建成扁平形状的多孔结构体的融合器，该结构单元包括基体111以及自基体111的表面延伸的若干个外延部112，基体111的表面和/或外延部112的表面由若干个曲面光滑连接构成，使得基体111和外延部112的表面均为弧形光滑连接，避免产生折角，这样的设计能够有效降低主体10的弹性模量，消除应力集中的问题，需要说明的是，该若干个曲面的面积极小，基体111/外延部112的
表面可以看成是若干个该面积极小的曲面分割而成，且相邻两个曲面之间光滑连接；我们发现，融合器的孔隙率高于40％时能够有效增大融合器的比表面积和通透性，进一步提高融合器的成骨性，并且采用曲面光滑连接构成基体111和外延部112的表面时，融合器的孔隙率高于40％即使得该多孔结构体的弹性模量与致密骨和松质骨相匹配。
[0031]实施例一
[0032]参照图1与图7所示，结构单元的整体结构优化可以通过参数化设计获得，即该实施例下基体111与外延部112的结构和相对位置关系可以通过参数化设计获得，其参数化公式为：其中，L孔单元尺寸参数，C为孔隙率参数，采用该参数化公式建模形成的结构单元，基体111呈球形，若干个外延部112沿球形的基体111的外周均布，相邻两个结构单元之间通过外延部112连接构成，若干个结构单元相连接从而形成扁平形状的多孔结构体，需要说明的是，不同的两个结构单元的两个外延部112之间的连接处也是光滑连接，即多孔结构体内部的多孔结构均为光滑曲面，进一步消除应力集中的问题，降低弹性模量；该基体111上具有六个外延部112，并且相邻两个外延部112的轴线相互垂直，且对称设置的其中两个外延部112之间的连线与两个对称设置的另外两个外延部112之间的连线的交点位于球心点，此时该结构单元为结构对称的球形并且球形的外表面有对称设置的六个外延部112，其类似突触结构，若干个结构单元即通过外延部112之间相互熔融连接从而构成扁平形状的多孔结构体；需要说明的是，本实施例以参数化公式构建基体111和外延部112的表面均由若干个曲面光滑连接构成的结构单元，构建融合器时通过该若干个结构单元相互连接形成，通过参数化公式中调整C的值即可调整融合器的孔隙率大小，孔隙率的变化引发力学性能的变化，从而可以获得孔隙率和弹性模量均在合适范围内的融合器。
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合器，其特征在于，包括：主体(10),其呈扁平形状的多孔结构体，所述主体(10)由若干个结构单元构成；其中，所述结构单元包括基体(111)以及自所述基体(111)的表面延伸的若干个外延部(112)，所述基体(111)的表面和/或所述外延部(112)的表面由若干个曲面光滑连接构成；并且，所述主体(10)的孔隙率高于40％。2.根据权利要求1所述的一种融合器，其特征在于，所述基体(111)与所述外延部(112)的结构通过参数化设计获得，参数化公式为：其中，L为孔单元尺寸参数，C为孔隙率参数。3.根据权利要求1或2所述的一种融合器，其特征在于，所述基体(111)呈球形，若干个所述外延部(112)沿球形的所述基体(111)的外周均布。4.根据权利要求3所述的一种融合器，其特征在于，所述外延部(112)有六个，并且相邻两个所述外延部(112)的轴线相互垂直。5.根据权利要求1所述的一种融合器，其特征在于，所述基体(111)与所述外延部(112)的结构通过参数化设计获得，参数化公式为：其中，L为孔单元尺寸参数，C为孔隙率参数。6.根据权利要求1或5所述的一种融合器...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐毓金，刘佳，吕玉廷，刘国浩，王炳皓，王立强，
申请(专利权)人：上海交通大学山东科技大学，
类型：发明
国别省市：