CN108938147A - 一种多孔钽胫骨平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔钽胫骨平台，涉及人工膝关节胫骨部件技术领域，解决现有技术中胫骨平台无法同时满足质量、强度以及骨长入等性能的要求。本发明实施例提供一种多孔钽胫骨平台，所述胫骨平台孔隙率为70‑90％，包括胫骨垫与胫骨托，所述胫骨垫为单级孔结构，所述胫骨托为多级孔结构。所述多级孔结构至少分为两级，每一级孔结构按照孔径大小及孔筋粗细进行区分，从内到外孔径逐步变小，孔筋直径逐步变小，各级孔结构相互贯通；此外，在胫骨托的内表面和外表面均设置支撑筋，所述支撑筋的顶部与所述胫骨托的上端具有相同的高度。

Description

一种多孔钽胫骨平台
技术领域
本发明涉及人工膝关节胫骨部件技术领域，更具体的涉及一种多孔钽胫骨平台。
背景技术
膝关节是人体最大、解剖复杂、对运动功能要求高的关节，近年来，随着我国老龄化进程的加速以及肥胖率的增加，越来越多人的膝关节患上骨关节炎，需要进行膝关节置换手术，胫骨平台作为膝关节的负荷部位，在膝关节置换手术中需求量巨大。
传统的胫骨平台主要由不锈钢、CoCr合金以及钛合金制备，但这几种材料都存在弹性模量高、在体液环境下容易受到腐蚀且骨整合性能差等不足，因此均未达到理想的治疗效果。多孔钽是目前医学界公认生物相容性最好的硬组织植入材料，已在临床应用多年。目前已植入人体的多孔钽胫骨平台多采用化学气相淀积法制造，该种方法首先无法满足精准医疗的定制化需求，其次所制备的多孔钽胫骨平台孔结构为单一孔结构，孔径大小为0.4-0.6mm，但由于钽的密度较大(16.65g/cm3)，导致此孔径结构的胫骨平台无法同时满足质量、强度以及骨长入性能的要求，给患者造成不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种与与皮质骨弹性模量接近、质量小、强度高且有利于骨长入的多孔钽胫骨平台。
本发明实施例提供一种多孔钽胫骨平台，由球形钽粉经粉床电子束增材制造技术一体化成型制备，所述胫骨平台孔隙率为70％-90％，包括胫骨托与胫骨垫，所述胫骨垫位于所述胫骨托的上方，所述胫骨垫的下端与所述胫骨托的上端相接触，所述胫骨垫与所述胫骨托的孔结构相互贯通。
优选地，所述胫骨垫由单级孔结构构成，孔筋1-2mm，孔径1-2mm，厚度4-8mm。
优选地，所述胫骨托由多级孔结构构成，多级孔结构至少分为两级，每一级孔结构按照孔径大小及孔筋粗细进行区分。
优选地，所述多级孔结构的孔筋直径为0.3-1.2mm，孔筋直径从内到外逐步减小；所述多级孔结构的孔径为0.4-2mm，孔径大小从内到外逐步减小；所述各级孔结构相互贯通。
优选地，所述胫骨托的内表面和外表面均设置2-8条支撑筋，所述支撑筋的顶部与所述胫骨托的上端具有相同的高度，所述内表面的支撑筋直径为1.2-3.2mm，所述外表面的支撑筋直径为1-2mm。
本发明实施例提供一种多孔钽胫骨平台，该平台采用球形钽粉经粉床电子束增材制造技术在真空环境下一体成型，避免了成型过程中氧、碳等杂质元素的污染，精度高且工艺方便高效；胫骨平台包括单一孔结构的胫骨垫以及多级孔结构的胫骨托，其中胫骨托内部大的孔径降低了多孔钽胫骨平台的质量，外部小的孔径增加了表面积，有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长，内部大的孔筋以及内外表面的支撑筋有利于提高多孔钽胫骨平台的强度。本发明实施例提供的多孔钽胫骨平台在保留了多孔钽同皮质骨相近弹性模量以及高表面高摩擦系数的前提下，同时满足胫骨平台对质量、强度以及骨长入以及精准医疗的定制化需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多孔钽胫骨平台结构示意图；
图2为本发明实施例提供的胫骨托一种多级孔结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1为本发明实施例提供的一种多孔钽胫骨平台结构示意图，如图1所示，该多孔钽胫骨平台，该多孔钽胫骨平台由球形钽粉经粉床电子束增材制造技术一体化成型制备，该多孔钽胫骨平台的孔隙率为70％，该多孔钽胫骨平台包括胫骨托与胫骨垫，其中，胫骨垫位于所述胫骨托的上方，胫骨垫的下端与胫骨托的上端相接触，胫骨垫与胫骨托的孔结构相互贯通。
在本发明实施例中，该胫骨垫由单级孔结构构成，其中，胫骨垫的孔筋1mm，胫骨垫的孔径1mm，胫骨垫的厚度4mm。
图2为本发明实施例提供的胫骨托一种多级孔结构示意图，如图2所示，本发明实施例中，该胫骨托由两级孔结构构成，包括第一级孔结构4和第二级孔结构5，其中第一级孔结构4位于胫骨托的内侧，第二级孔结构5位于胫骨托的外侧，第一级孔结构4的孔筋直径为1.0mm，第一级孔结构4孔径大小为1.2mm，第二级孔结构5的孔筋直径为0.5mm，第二级孔结构5孔径大小0.6mm，该胫骨托包括的两级孔结构相互贯通。
本发明实施例中，胫骨托的内表面和外表面均设置8条支撑筋，支撑筋的顶部与胫骨托的上端具有相同的高度，胫骨托的内表面的支撑筋直径为3.0mm，胫骨托的外表面的支撑筋直径为2mm。
实施例2
如图1所示的多孔钽胫骨平台，该多孔钽胫骨平台由球形钽粉经粉床电子束增材制造技术一体化成型制备，该多孔钽胫骨平台的孔隙率为90％，该多孔钽胫骨平台包括胫骨托与胫骨垫，其中，胫骨垫位于所述胫骨托的上方，胫骨垫的下端与胫骨托的上端相接触，胫骨垫与胫骨托的孔结构相互贯通。
本发明实施例中，该胫骨垫由单级孔结构构成，其中，胫骨垫的孔筋2mm，胫骨垫的孔径2mm，胫骨垫的厚度6mm。
如图2所示，本发明实施例中，该胫骨托由三级孔结构构成，包括第一级孔结构4、第二级孔结构5以及第三级孔结构6，其中第一级孔结构4位于胫骨托的内侧，第三级孔结构6位于胫骨托的外侧，第二级孔结构5位于第一级孔结构4与第三级孔结构6之间。第一级孔结构4的孔筋直径为1.2mm，第一级孔结构4孔径大小为2mm，第二级孔结构5的孔筋直径为0.5mm，第二级孔结构5孔径大小0.8mm，第三级孔结构6的孔筋直径为0.3mm，第三级孔结构6孔径大小0.4mm；该胫骨托包括的三级孔结构相互贯通。
本发明实施例中，胫骨托的内表面和外表面均设置2条支撑筋，支撑筋的顶部与所述胫骨托的上端具有相同的高度，内表面的支撑筋直径为2mm，外表面的支撑筋直径为1mm。
综上所述，本发明实施例提供一种多孔钽胫骨平台，该平台采用球形钽粉经粉床电子束增材制造技术在真空环境下一体成型，避免了成型过程中氧、碳等杂质元素的污染，精度高且工艺方便高效；胫骨平台包括单一孔结构的胫骨垫以及多级孔结构的胫骨托，其中胫骨托内部大的孔径降低了多孔钽胫骨平台的质量，外部小的孔径增加了表面积，有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长，内部大的孔筋以及内外表面的支撑筋有利于提高多孔钽胫骨平台的强度。本发明实施例提供的多孔钽胫骨平台在保留了多孔钽同皮质骨相近弹性模量以及高表面高摩擦系数的前提下，同时满足胫骨平台对质量、强度以及骨长入等性能的要求。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种多孔钽胫骨平台，由球形钽粉经粉床电子束增材制造技术一体化成型制备，其特征在于：所述胫骨平台孔隙率为70％-90％，包括胫骨托与胫骨垫，所述胫骨垫位于所述胫骨托的上方，所述胫骨垫的下端与所述胫骨托的上端相接触，所述胫骨垫与所述胫骨托的孔结构相互贯通。
2.如权利要求1所述的胫骨平台，其特征在于，所述胫骨垫由单级孔结构构成，孔筋1-2mm，孔径1-2mm，厚度4-8mm。
3.如权利要求1所述的多孔钽胫骨平台，其特征在于：所述胫骨托由多级孔结构构成，多级孔结构至少分为两级，每一级孔结构按照孔径大小及孔筋粗细进行区分。
4.如权利要求3所述的胫骨托，其特征在于：所述多级孔结构的孔筋直径为0.3-1.2mm，孔筋直径从内到外逐步减小；所述多级孔结构的孔径为0.4-2mm，孔径大小从内到外逐步减小；所述各级孔结构相互贯通。
5.如权利要求3所述的胫骨托，其特征在于：所述胫骨托的内表面和外表面均设置2-8条支撑筋，所述支撑筋的顶部与所述胫骨托的上端具有相同的高度，所述内表面的支撑筋直径为1.2-3.2mm，所述外表面的支撑筋直径为1-2mm。
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