一种基于制造技术

本实用新型专利技术涉及骨科领域，且公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的随机梯度渐变微孔螺钉


[0001]本技术涉及骨科领域，尤其涉及一种基于
3D
打印的随机梯度渐变微孔螺钉
。

技术介绍

[0002]在腱骨结合部位的损伤如肩袖损伤重建或者膝关节韧带止点撕裂重建等情况，如何使用假体以及螺钉进行骨与肌腱韧带等软组织之间的固定修复重建是关节外科的难题
。
目前用于临床的螺钉通常只能实现机械固定以及骨长入的生物学固定，且有应力屏蔽
、
把持不牢和软组织整合性差以及不能实现骨与肌腱韧带等软组织之间的固定修复等问题，最终导致螺钉周围骨吸收
、
骨溶解
、
螺钉松动
。
[0003]目前同类螺钉特点及缺陷：（1）特点：可保证短期机械固定的稳定性，生产简易
。
（2）缺陷：与周围骨组织产生应力屏蔽
、
长期固定把持不牢和软组织整合性差，螺钉长期固定效果欠佳
。
具体解释如下：
[0004]目前临床用于假体与宿主骨进行固定的螺钉常为实体螺钉与单一孔径下的
3D
打印多孔螺钉
。
实体螺钉常规用于假体与骨宿主的固定，其表面光滑，通常无骨整合能力，仅通过机械固定达到短期的稳定效果，在长期使用过程中由于螺钉材质与骨质的杨氏模量差距过大易产生应力集中和应力屏蔽，进而导致螺钉周围骨质骨折或骨溶解
、
骨吸收，继而发生螺钉松动
、
假体脱位等问题
。
而单一孔径下的
3D
打印多孔螺钉虽可实现与宿主骨的部分骨长入效果，实现短期的力学固定以及长期的生物学固定，但对于多孔的孔径并无深入探讨，其骨长入能力有限，且无法对肌腱以及周围软组织进行诱导修复
。
[0005]本技术专利课题组在前期对
3D
打印随机梯度渐变微孔假体的孔径研究中发现，微孔孔径为
527
μ
m
时最有利于肌腱与韧带等软组织长入，微孔孔径为
202
μ
m
时最有利于骨组织长入（见本团队
Yuhao Zheng
等人在
Materials & Design
与
ACS Biomater Sci Eng
的相关研究）
。
据此结合生物体腱骨结合部位的结构渐变特点，随机梯度渐变微孔可能诱导实现肌腱韧带等软组织与骨组织之间的长入，以期获得腱骨结合部位的修复，最终实现骨与软组织真正的仿生重建
。
[0006]于是，专利技术创造了一种基于
3D
打印的随机梯度渐变微孔螺钉来解决现有技术的不足
。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种基于
3D
打印的随机梯度渐变微孔螺钉
。
[0008]本技术是通过以下技术方案实现：
[0009]一种基于
3D
打印的随机梯度渐变微孔螺钉，包括螺钉本体，螺钉本体内包括钉帽
、
钉体大微孔
、
钉体小微孔
、
螺纹和钉尖，所述钉帽处在顶部，钉体大微孔处在钉体小微孔上方，螺纹均匀布设在钉体大微孔和钉体小微孔表面，所述钉尖处在螺钉本体的底部
。
[0010]作为本技术的优选技术方案，所述钉体大微孔为
527
μ
m
，钉体小微孔为
202
μ
m
，
由外及里形成随机渐变梯度微孔
。
[0011]作为本技术的优选技术方案，所述螺纹均匀分布在钉体大微孔和钉体小微孔所组成的钉体表面
。
[0012]作为本技术的优选技术方案，所述钉帽
、
钉体大微孔
、
钉体小微孔
、
螺纹和钉尖整体由
3D
打印一体成型
。
[0013]作为本技术的优选技术方案，所述钉体大微孔分布在螺钉上部，钉体小微孔分布在螺钉中下部
。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]（1）该螺钉植入后可诱导骨组织与肌腱韧带等软组织本身以及两种组织之间的长入，进而提供稳定的长期生物学固定，解决了常规螺钉植入后造成周围骨质骨折
、
骨溶解以及无法对肌腱韧带等软组织进行修复固定，达不到损伤部位实现腱骨结合修复目的的情况和长期固定效果不佳的问题
。
[0016]（2）产品采用了宏观角度上的拓扑优化技术，使螺钉在结构上呈现出梯度分层的特点
。
这种设计有助于适应不同部位的生物力学需求，提高了螺钉的适配性和稳定性
。
[0017]（3）通过微孔的随机梯度渐变设计，螺钉在微观角度上能够更好地模拟正常松质骨结构
。
螺钉的上部微孔孔径为
527
μ
m
有利于肌腱与韧带等软组织长入，中下部为
202
μ
m
有利于骨组织长入，在两种微孔相交接处由大微孔梯度渐变为小微孔，可实现肌腱韧带与骨组织之间的长入，模拟并达到生物体腱骨结合的结构，从而实现骨和肌腱韧带等软组织的长期生物学固定与重建，提高了骨与螺钉之间的结合稳定性
。
[0018]（4）与传统螺钉相比，这个产品在骨与肌腱韧带等软组织的固定修复方面具有显著的优势
。
其结构和微孔设计有助于实现可靠的机械固定以及生物学固定，促进了肌腱韧带等软组织与骨组织本身以及两者之间的长入，减少了螺钉周围的骨吸收和螺钉松动的风险
。
[0019]（5）传统螺钉通常无法实现肌腱韧带等软组织的固定修复，而这个产品具备使肌腱韧带等软组织与骨组织之间进行固定的能力
。
它可以更好地整合肌腱韧带等软组织，提高了修复效果，减少了术后并发症的风险
。
附图说明
[0020]图1为本技术的结构示意图
。
[0021]图2为本技术钉体大微孔部分的结构示意图
。
[0022]图3为本技术钉体小微孔部分的结构示意图
。
[0023]图中：
1、
钉帽，
2、
钉体大微孔，
3、
螺纹，
4、
钉体小微孔，
5、
钉尖
。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
3D
打印的随机梯度渐变微孔螺钉，包括螺钉本体，其特征在于：螺钉本体内包括钉帽（1）
、
钉体大微孔（2）
、
钉体小微孔（4）
、
螺纹（3）和钉尖（5），所述钉帽（1）处在顶部，钉体大微孔（2）处在钉体小微孔（4）上方，螺纹（3）均匀布设在钉体大微孔（2）和钉体小微孔（4）表面，所述钉尖（5）处在螺钉本体的底部
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
3D
打印的随机梯度渐变微孔螺钉，其特征在于：所述钉体大微孔（2）为
527
μ
m
，钉体小微孔（4）为
202
μ
m
，由外及里形成随机渐变梯度微孔<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪，韩青，李振谦，陈昊，张金博，李星震，张奥博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：