一种修复仿生骨支架制造技术

本发明专利技术公开了一种修复仿生骨支架，该仿生骨支架的结构以三维单元结构为基础，通过空间延拓布置形成；所述三维单元结构由垂直于X

【技术实现步骤摘要】
一种修复仿生骨支架


[0001]本专利技术属于医用材料
，具体涉及一种修复仿生骨支架。

技术介绍

[0002]骨骼病变对人的身体健康影响极大，其诱因有多种，如骨质疏松、磨损，还可能由于其他部位的肿瘤病变使得附近天然骨结构受累导致，如卵巢癌容易转移到骨盆或者髋关节。此外，碰撞和运动类意外事故可能造成骨创伤与病变。通常在这种情况下,即仅骸关节的盆侧部分、骸臼及其直接围绕的区域受到影响，仿生骨支架的植入或者替换能够减轻人们的疼痛，提高骨损伤患者的生活品质。由于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，由此，仿生骨支架需要模拟人类自然骨，要求其物性参数在空间上呈渐进变化。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术提供一种修复仿生骨支架，其物性参数在空间上呈现渐进式变化，能够满足实际医疗需求。
[0004]技术方案：本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种修复仿生骨支架，所述仿生骨支架的结构以三维单元结构为基础，通过空间延拓布置形成；所述三维单元结构由垂直于X
‑
Y平面的片面围合而成，所述片面上设有开孔；所述三维单元结构在X
‑
Y平面上为周期性延拓，在Z方向为顺延布置或错位布置；所述三维单元结构片面上的开孔大小沿Z方向渐进式变化。
[0006]进一步地，所述三维单元结构在X
‑
Y平面的投影为多边形。
[0007]进一步地，所述三维单元结构在X
‑
Y平面的投影为六边形、矩形或三角形。
[0008]进一步地，所述三维单元结构片面上的开孔为圆形、多边形或星形。
[0009]进一步地，所述三维单元结构片面上开孔的面积沿Z方向渐进式变化有如下方式：
[0010]方式一：开孔的面积沿Z方向增大；
[0011]方式二：开孔的面积沿Z方向先增大后减小；
[0012]方式三：开孔的面积沿Z方向先减小后增大。
[0013]进一步地，所述三维单元结构在Z方向为错位布置，所述错位布置为沿Z方向的上下两层三维单元结构在X方向或Y方向之一进行错位。
[0014]进一步地，所述三维单元结构在Z方向为错位布置，所述错位布置为沿Z方向的上下两层三维单元结构在X方向和Y方向均进行错位。
[0015]进一步地，所述三维单元结构采用医用硅橡胶、钛合金或生物相容性PEEK材料。
[0016]进一步地，所述仿生骨支架为盆骨的骨架。
[0017]进一步地，所述仿生骨支架为人体器官的骨架。
[0018]有益效果：本专利技术公开的修复仿生骨支架，以三维单元结构为基础，在X
‑
Y平面进行周期性延拓，在Z方向为顺延布置或错位布置；并在三维单元结构的片面上设置开孔，开
孔大小沿Z方向渐进式变化。由于渐进的开孔设计，使得该修复仿生骨支架的物性参数(如密度、弹性模量和泊松比等)在空间上具有渐进式变化，可有效减弱骨生物力学中的应力遮挡效应，进一步减少术后骨质的流失，可以有效提高孔隙连通性，改善术后营养物质的供应以及加快代谢废物的排放，开孔设计进一步提升仿生支架的渗透性能，促进术后细胞、骨骼与组织的生长。该仿生骨支架能够基于3D打印技术实现加工制作，在整体上可具有与受损部位相适应的外形，促进术后骨骼与组织生长在合适区域内，同时内部具备复杂的结构为细胞的附着生长提供有利条件。该修复仿生骨支架所具有的渐进式变化物理特性，改善了现有术后骨骼支架与骨硬接触的问题，基于骨重建理论，降低了骨重建效应，使得骨组织在康复过程中获得更多的力学刺激，提高了术后骨上的应力水平，能有效避免骨组织逐渐发生吸收而形成骨质疏松，可设计性强，并且制作方法可行，具有独特的生物力学性能，在医疗领域应用前景十分可观。
附图说明
[0019]图1为实施例1中的双向渐进错位蜂窝型修复仿生骨支架示意图；
[0020]图2为蜂窝型三维单元结构在X方向和Y方向均进行错位的示意图；
[0021]图3为实施例2中的单向渐进错位蜂窝型修复仿生骨支架示意图；
[0022]图4为实施例3中的双向渐进顺延蜂窝型修复仿生骨支架示意图；
[0023]图5为实施例4中的单向渐进顺延蜂窝型修复仿生骨支架示意图；
[0024]图6为实施例5中的双向渐进错位三角型修复仿生骨支架示意图；
[0025]图7为三角型三维单元结构在X方向和Y方向均进行错位的示意图；
[0026]图8为实施例6中的单向渐进错位三角型修复仿生骨支架示意图；
[0027]图9为实施例7中的双向渐进顺延三角型修复仿生骨支架示意图；
[0028]图10为实施例8中的单向渐进顺延三角型修复仿生骨支架示示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。
[0030]本专利技术公开了一种修复仿生骨支架，该仿生骨支架的结构以三维单元结构为基础，通过空间延拓布置形成；所述三维单元结构由垂直于X
‑
Y平面的片面围合而成，所述片面上设有开孔；所述三维单元结构在X
‑
Y平面上为周期性延拓，在Z方向为顺延布置或错位布置；所述三维单元结构片面上的开孔大小沿Z方向渐进式变化。由于渐进的开孔设计，使得该修复仿生骨支架的物性参数(如密度、弹性模量和泊松比等)随空间位置呈梯度变化。
[0031]三维单元结构在X
‑
Y平面的投影为多边形，如六边形、矩形、三角形或其他多边形。三维单元结构片面上的开孔可以为圆形、多边形(如长方形、正方形、三角形等)或星形。三维单元结构片面上开孔的面积沿Z方向渐进式变化有如下方式：
[0032]方式一：开孔的面积沿Z方向增大；
[0033]方式二：开孔的面积沿Z方向先增大后减小；
[0034]方式三：开孔的面积沿Z方向先减小后增大。
[0035]上述方式一得到的是单向渐进仿生骨支架，方式二和方式三得到的是双向渐进仿生骨支架。
[0036]三维单元结构采用医用硅橡胶、钛合金或生物相容性PEEK材料。本专利技术公开的修复仿生骨支架为盆骨的骨架或其他人体器官的骨架；该仿生骨支架可进行缺陷设计以填充相关人体指征监测设备，并可填充缓释型药物，对术后恢复及其它疾病进行给药治疗。
[0037]下面结合附图，通过实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0038]实施例1：
[0039]如图1所示，本实施例为双向渐进错位蜂窝型修复仿生骨支架，其中三维单元结构在X
‑
Y平面的投影为六边形，通过在X
‑
Y平面进行周期性延拓得到蜂窝型的结构，如图1(a)所示；在Z方向上进行错位布置，本实施例中为沿Y方向错位，即按Z方向的上下两层三维单元结构在Y方向有错位，如图1(b)所示，图中虚线和实线表示蜂窝型结构分别为Z方向相邻的两层三维单元结构。如图1(c)所示，本实施例中六边形的三维单元结构1的六个片面上均设有圆形开孔3，开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复仿生骨支架，其特征在于，所述仿生骨支架的结构以三维单元结构为基础，通过空间延拓布置形成；所述三维单元结构由垂直于X
‑
Y平面的片面围合而成，所述片面上设有开孔；所述三维单元结构在X
‑
Y平面上为周期性延拓，在Z方向为顺延布置或错位布置；所述三维单元结构片面上的开孔大小沿Z方向渐进式变化。2.根据权利要求1所述的修复仿生骨支架，其特征在于，所述三维单元结构在X
‑
Y平面的投影为多边形。3.根据权利要求1所述的修复仿生骨支架，其特征在于，所述三维单元结构在X
‑
Y平面的投影为六边形、矩形或三角形。4.根据权利要求1所述的修复仿生骨支架，其特征在于，所述三维单元结构片面上的开孔为圆形、多边形或星形。5.根据权利要求1所述的修复仿生骨支架，其特征在于，所述三维单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海林，胡娅莉，宋敏敏，薛凯文，
申请(专利权)人：复旦大学附属妇产科医院，
类型：发明
国别省市：