CN107961065A - 一种骨科植入物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种骨科植入物，包括植入物本体，所述植入本体表面全部或局部分布有多个菱形孔。所述菱形孔包括菱形底面和倾斜侧面，菱形孔的孔口大于菱形底面。所述菱形孔由结构相同的第一愣面和第二愣面交织而成；其中，所述第一愣面由若干条高台面、低台面依次连接而成，所述高台面和低台面之间通过第三面相连。本发明所述的骨科植物入表面设有由多个菱形孔组成的规则粗糙表面，所述菱形孔可以诱导界面处骨髓间充质干细胞的成骨分化，促进界面成骨，增强界面融合，达到骨组织和骨科植入物牢固铆合。

Description

一种骨科植入物
技术领域
本发明涉及一种骨科植入物，属于医学领域。
背景技术
骨科植入物是指通过手术方式置入人体内部的，用于置换或固定的器械，多由金属材料制成，包括用于关节置换的人工关节、用于骨折固定的钢板螺钉系统等。骨科植入物置入体内后，其与人体骨组织的界面融合至关重要，因为只有骨科植入物和骨组织接触面上的骨组织和金属材料能铆合在一起，才能达到植入物牢固固定的效果。而目前，常规的骨科植入物表面多为光滑或不规则粗糙表面，植入物置入体内后，发生植入物松动的情况并不罕见。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种骨科植入物，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有粗糙表面的骨科植入物，可以使植入物与骨组织界面更好铆合。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种骨科植入物，包括植入物本体，所述植入本体表面全部或局部分布有多个菱形孔。
作为优选，所述菱形孔包括菱形底面和倾斜侧面，菱形孔的孔口大于菱形底面。
作为优选，所述菱形孔由结构相同的第一愣面和第二愣面交织而成；其中，所述第一愣面由若干条高台面、低台面依次连接而成，所述高台面和低台面之间通过第三面相连。
作为优选，所述第一楞面和第二楞面之间的交织夹角为15°-45°。
作为优选，所述第一楞面和第二楞面交织在同一平面内。
作为优选，所述高台面和低台面相互平行，第三面与高台面的夹角为110°-150°。
作为优选，所述高台面的宽度为8-15微米，低台面的宽度为8-15微米，高台面和低台面之间的垂直间距为2-4.5微米。
作为优选，所述骨科植入物材质为金属、羟基磷灰石或聚乳酸。
作为优选，所述骨科植入物为人工关节、内固定螺钉、内固定钢板、脊柱融合器、网笼或人工椎体。
本发明所述的骨科植物入表面设有由多个菱形孔组成的规则粗糙表面，所述菱形孔可以诱导界面处骨髓间充质干细胞的成骨分化，促进界面成骨，增强界面融合，达到骨组织和骨科植入物牢固铆合。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为实施例1的内固定螺钉立体结构示意图；
图2为实施例1的部分粗糙表面菱形孔结构示意图；
图3为实施例1的第一楞面、第二楞面交织示意图；
图4为实施例1的第一楞面截面示意图；
图5为实施例1的内固定螺钉成骨细胞分化对比图(碱性磷酸酶染色)；
图6为实施例1的内固定螺钉成骨细胞分化对比图(茜素红染色)；
图7为实施例1的内固定螺钉成骨细胞排列对比图(F-actin染色)；
图8为实施例2的人工关节立体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的骨科植入物为金属材质的内固定螺钉，如图1-2所示，所述骨科植入物，包括内固定螺钉本体1，所述本体上设有连接骨组织的外螺纹2。所述本体外表面为规则的粗糙表面3，所述粗糙表面3由多个菱形孔6构成。所述菱形孔6包括1个菱形底面61和4个倾斜侧面62，菱形孔6的孔口63也为菱形，且孔口63大于菱形底面61。
在本实施例中，所述菱形孔6由第一楞面4和第二楞面5在同一平面上相互交织而成，且第一楞面4和第二楞面5结构相同，相互交织的夹角α为30°。以下以第一楞面4为例，进行具体说明，如图3-4所示，所述第一楞面4为楞状，由若干条条状高台面41、低台面42依次连接而成，所述高台面41和低台面42之间通过第三面43相连，高台面41和低台面42相互平行设置，第三面43倾斜，其与高台面41、低台面42的夹角θ均为120°。
在本实施例中，所述高台面41的宽度W1为10微米，低台面42的宽度W2为10微米，高台面41和低台面42之间的垂直间距H为3微米。所述第一楞面4和第二楞面5交织后形成若干个大小相同的菱形孔6，所述菱形孔6的菱形底面61由两个低台面42交织形成，倾斜侧面62由两个第三面43交织形成。所述菱形底面61边长L1＝W2sin-1α＝10×2＝20微米，所述菱形孔口63的边长所述倾斜侧面62从低台面42至高台面41的长度L3＝Hcos-1(θ-90)＝3×cos-130≈3.464微米。相邻2个菱形孔6相互平行的两边最短间距D1即为高台面41的宽度W1。
图5-7为3种不同表面的内固定螺钉成骨细胞分化、排列对比图，其中，1号为表面光滑的内固定螺钉，2号为本实施例所述的内固定螺钉，3号为表面粗糙但不具有菱形孔的内固定螺钉。
将骨髓间充质干细胞种植于上述3个内固定螺钉表面，经过培养后，用碱性磷酸酶染色观察成骨细胞的分化，如图5所示，具有菱形孔6的2号规则粗糙表面成骨细胞分化明显高于1号光滑表面和3号非菱形孔的粗糙表面。
将骨髓间充质干细胞种植于上述3个内固定螺钉表面，经过培养后，用茜素红染色观察成骨细胞的分化，如图6所示，具有菱形孔6的2号规则粗糙表面成骨细胞分化明显高于1号光滑表面和3号非菱形孔的粗糙表面。
将骨髓间充质干细胞种植于上述3个内固定螺钉表面，经过培养后，用F-actin染色观察成骨细胞的排列，如图7所示，具有菱形孔6的2号规则粗糙表面成骨细胞更密集，且排列整齐，而1号的光滑表面和3号非菱形孔的粗糙表面的成骨细胞较为稀疏，且排列紊乱。
本实施例所述的内固定螺钉本体1全部表面通过第一楞面4和第二楞面5双重交织处理，得到具有多个结构相同的菱形孔6的规则粗糙表面3，所述菱形孔6可以诱导界面处骨髓间充质干细胞的成骨分化，促进界面成骨，增强界面融合，达到骨组织和金属材质内固定螺钉牢固铆合。相比于传统的光滑表面或不具有菱形孔的粗糙表面，所述规则粗糙表面3具有更强的诱导成骨分化，促进界面成骨的能力。
实施例2
本实施例所述的骨科植入物为羟基磷灰石材质的人工关节，如图8所示，所述骨科植入物，包括人工关节本体7，所述人工关节本体7局部设有如实施例1所述的规则粗糙表面3。所述粗糙表面3由多个菱形孔6构成。所述菱形孔6包括1个菱形底面61和4个倾斜侧面62，菱形孔6的孔口63也为菱形，且孔口63大于菱形底面61。在本实施例中，所述菱形孔6由第一楞面4和第二楞面5在同一平面上相互交织而成，且第一楞面4和第二楞面5结构相同，相互交织的夹角α为15°。第一楞面4的第三面43与所述高台面41、低台面42的夹角θ均为110°。所述高台面41的宽度W1为8微米，低台面42的宽度W2为8微米，高台面41和低台面42之间的垂直间距H为2微米。
实施例3-6
实施例3-6所述的骨科植入物的全部或局部表面都设有如实施例1所述的粗糙表面3，所述粗糙表面3分布多个菱形孔6。骨科植入物的材质可以采用羟基磷灰石等无机材质，聚乳酸等合成材质，或者金属。构成菱形孔6的第一楞面4和第二楞面5的具体参数如下表1所示：表1：实施例3-实施例6各参数表
实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
骨科植入物 内固定钢板 脊柱融合器 网笼 人工椎体
材质 金属 羟基磷灰石或 聚乳酸 金属
交织夹角α 20° 40° 30° 45°
夹角θ 120° 150° 140° 130°
W1 15微米 13微米 11微米 12微米
W2 15微米 13微米 11微米 12微米
H 2.5微米 4微米 3.2微米 4.5微米
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (9)

1.一种骨科植入物，其特征在于：包括植入物本体，所述植入本体表面全部或局部分布有多个菱形孔。
2.如权利要求1所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述菱形孔包括菱形底面和倾斜侧面，菱形孔的孔口大于菱形底面。
3.如权利要求1或2所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述菱形孔由结构相同的第一愣面和第二愣面交织而成；其中，所述第一愣面由若干条高台面、低台面依次连接而成，所述高台面和低台面之间通过第三面相连。
4.如权利要求3所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述第一楞面和第二楞面之间的交织夹角为15°-45°。
5.如权利要求3所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述第一楞面和第二楞面交织在同一平面内。
6.如权利要求3所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述高台面和低台面相互平行，第三面与高台面的夹角为110°-150°。
7.如权利要求3所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述高台面的宽度为8-15微米，低台面的宽度为8-15微米，高台面和低台面之间的垂直间距为2-4.5微米。
8.如权利要求1所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述骨科植入物材质为金属、羟基磷灰石或聚乳酸。
9.如权利要求1所述的一种骨科植入物，其特征在于：所述骨科植入物为人工关节、内固定螺钉、内固定钢板、脊柱融合器、网笼或人工椎体。
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