CN106388975A - 3d打印仿骨小梁多孔承重金属假体 - Google Patents

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    • A61F2/0077—Special surfaces of prostheses, e.g. for improving ingrowth

Abstract

本发明公开的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，属于医疗器械技术领域，包括承重部(1)，所述承重部(1)为实性结构，承重部(1)外表面设有界面层(2)，所述界面层(2)为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述仿骨小梁结构的表面涂覆有羟基磷灰石涂层。本发明不仅具有较好的负重能力，而且能够刺激或诱导界面骨组织长入到假体表面。

Description

3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种具有良好骨界面和负重能力的临床医用3D打印假体。
背景技术
3D打印技术作为一种新型的快速成型及快速制造技术之一，是通过计算机设计的三维模型为蓝图，通过RP软件分层，利用激光束、热熔等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料进行逐层堆积，最终叠加成型，制造实体模型。3D打印假体是通过计算机三维模型设计，虽可提高匹配性，但是，由于其表面是钛金属，周围骨组织并不会长入假体表面，可导致无菌性松动、感染和假体结构失败等，影响3D打印假体的疗效和使用寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，不仅具有较好的负重能力，而且能够刺激或诱导界面骨组织长入到假体表面。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，包括承重部，所述承重部为实性结构，承重部外表面设有界面层，所述界面层为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述仿骨小梁结构的表面涂覆有羟基磷灰石涂层。
本发明的实现方式：
1、根据骨缺损部位，估计所需的负重能力；
2、根据骨缺损模型，设计出完美匹配的整体设计结构。该假体分为承重部和界面层。界面层要求具有完美匹配性。承重部的负重能力要满足骨缺损部位的应力。完成设计的假体通过solidworks软件匹配功能、剖面功能，更直观的从横断面上观察假体和周围骨的匹配情况，并及时发现问题及处理；
3、设计界面层：与周围骨接触的假体表面3-5mm，设计骨小梁结构，刺激或诱导周围骨长入到假体表面，实现假体与周围骨的生物性重建，降低假体松动率，延长假体使用时间；
4、设计承重部：根据所计算出来的应力，设计出满足该负重程度的实心结构；
5、承重部和界面层由3D打印一体制造。
优选的，所述承重部和界面层由3D打印一体制造。
进一步的，所述界面层厚度为3-5mm。
优选的，所述羟基磷灰石涂层由等离子喷涂制得。
进一步的，所述羟基磷灰石涂层由化学沉积、电化学沉积制得。
进一步的，所述羟基磷灰石涂层为纳米涂层。
本发明具有以下有益效果：
1.可实现生物型重建，提高假体稳定性，提高使用寿命；
2.可有效拓展3D打印假体的应用范围至负重骨；
3.承重部和界面层由3D打印一体制造，能够提高承重部与界面层的连接强度；
4.界面层厚度为3-5mm，能够实现与骨界面的良好结合，同时保证假体的强度；
5.羟基磷灰石涂层能够使得假体与骨界面良好结合；
6.等离子喷涂使得涂层致密，粘结强度高；
骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨皮质相连接，在骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支持造血组织的作用。仿骨小梁结构即类似骨小梁的丝瓜络样或海绵状的结构，其空隙之间为通路。
附图说明
图1为本发明的结构示意图(图中本发明为球形，实际按照替换的骨骼设计成不同形状)；
图2为图1的剖视图；
图3为图2的A部放大视图；
图中：1-承重部、2-界面层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
本发明公开的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，包括承重部1，承重部1为实性结构，承重部1外表面设有界面层2，界面层2为仿骨小梁结构，仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述仿骨小梁结构的表面涂覆有羟基磷灰石涂层。
优选的，承重部1和界面层2由3D打印一体制造。
进一步的，界面层2厚度为3-5mm。
优选的，羟基磷灰石涂层由等离子喷涂制得。
进一步的，羟基磷灰石涂层由化学沉积、电化学沉积制得。
进一步的，所述羟基磷灰石涂层为纳米涂层。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，其特征在于：包括承重部(1)，所述承重部(1)为实性结构，承重部(1)外表面设有界面层(2)，所述界面层(2)为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述仿骨小梁结构的表面涂覆有羟基磷灰石涂层。
2.根据权利要求1所述的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，其特征在于：所述承重部(1)和界面层(2)由3D打印一体制造。
3.根据权利要求1或2所述的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，其特征在于：所述界面层(2)厚度为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，其特征在于：所述羟基磷灰石涂层由等离子喷涂制得。
5.根据权利要求1所述的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，其特征在于：所述羟基磷灰石涂层由化学沉积、电化学沉积制得。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的3D打印仿骨小梁多孔承重金属假体，其特征在于：所述羟基磷灰石涂层为纳米涂层。
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Assignee: BEIJING CHUNLIZHENGDA MEDICAL INSTRUMENTS Co.,Ltd.

Assignor: WEST CHINA HOSPITAL, SICHUAN University

Contract record no.: X2022980010273

Denomination of invention: 3D printing trabecular porous load-bearing metal prosthesis

Granted publication date: 20180629

License type: Exclusive License

Record date: 20220712