CN112022445B - 一种骨小梁结构及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种骨小梁结构，其特征在于：包含若干个圆柱状单元，且若干个所述圆柱状单元组成不规则的立体网状结构以构成骨小梁；其中，所述圆柱状单元包括第一端部、第二端部、实心部、第一通道，所述第一端部、所述第二端部分别位于所述实心部左、右两端，所述第一通道开设于所述实心部内、并沿所述实心部轴向设置，使得所述第一通道两端分别与所述第一端部、所述第二端部连通。其优点是：在保证骨小梁强度的前提下，又增加了骨小梁的互通性能，使得营养物质可以运输的更加流畅，增加了代谢的场所面积，使得骨长入进度更加迅速，骨长入效果更加牢固。

Description

一种骨小梁结构及其应用
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种骨小梁结构及其应用。
背景技术
在骨骼修复体采用3D打印均匀、规则骨小梁结构的情况下，只保证了孔径和孔隙率，虽然可以满足少部分松质骨的生物力学性能和生理微环境特征，但与真实的松质骨结构和生理功能还有很大差距，因为骨小梁内部为封闭式，对矿物质等营养运输方面存在一定的局限性，在使用过程中易造成死腔，成为新的治疗风险。而且均匀骨小梁结构对于骨长入效果较差，表面粗糙度低，不利于假体初期稳定性。
因此，设计一种新型的骨小梁结构迫在眉睫。
发明内容
为了更好地解决锁骨假体植入人体稳定性的问题，本发明提供一种骨小梁结构及钽金属锁骨假体。
为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：
第一方面，保护一种骨小梁结构，包含若干个圆柱状单元，且若干个所述圆柱状单元组成不规则的立体网状结构以构成骨小梁；
其中，所述圆柱状单元包括第一端部、第二端部、实心部、第一通道，所述第一端部、所述第二端部分别位于所述实心部左、右两端，所述第一通道开设于所述实心部内、并沿所述实心部轴向设置，使得所述第一通道两端分别与所述第一端部、所述第二端部连通。
所述第一通道与所述圆柱状单元共轴向中心线。
所述实心部上还开设有至少一条第二通道，所述第二通道与所述第一通道连通，且所述第二通道两端端口分别开设于所述实心部上、下端面。
沿所述实心部轴向方向的表面设置有若干个凸起部以及与所述凸起部相对应的凹陷部，所述第二通道的两端端口均开设于凹陷部。
所述圆柱状单元横截面的直径为0.1-1mm。
所述第一通道、所述第二通道均为圆形通道，且所述第一通道的孔径为0.05-0.5mm、所述第二通道的孔径为0.03-0.2mm。
所述凸起为圆柱状、尖状、圆锥状或其它行状。
第二方面，保护一种钽金属锁骨假体，一种钽金属锁骨假体中使用了第一方面保护的一种骨小梁结构。
第二方面保护的一种钽金属锁骨假体，包括弧状实体、以及与所述弧状实体一端连接的髓针，所述髓针另一端用于插入锁骨的胸骨远端髓腔；
所述弧状实体上与所述髓针相连的一侧外表面包覆有一层骨小梁结构。
所述弧状实体使用钽金属材料制备。
本发明的有益效果是：
1、本发明设计的圆柱状单元构成的骨小梁结构，由于圆柱状单元上实体部、第一通道、第二通道的结构设计，在保证骨小梁强度的前提下，又增加了骨小梁的互通性能，使得营养物质可以运输的更加流畅，增加了代谢的场所面积，使得骨长入进度更加迅速，骨长入效果更加牢固；
2、圆柱状单元上凹陷部、凸起部的结构设计，增加了骨小梁表面摩擦系数，微观上更利于骨长入，宏观上利于骨骼修复体的初期稳定性；
3、本发明的骨小梁结构能够根据人体不同部位松质骨骨小梁的真实情况进行针对性的设计，提高成骨细胞的粘附、增值、分化能力；
4、本发明中锁骨假体中的弧状实体部采用钽金属材料制备，且与骨小梁直接采用3D打印技术一体成形，使得锁骨假体与组织体液无任何炎症反应，在人体环境中可长久有效服役，使得锁骨假体的弹性模量与人体骨极为相近，从而有效地避免了“应力遮挡”现象发生；
5、本发明中锁骨假体中使用了本发明的骨小梁结构，使得营养运输更加流畅，且增强了锁骨假体植入人体的稳定性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种骨小梁结构的一实施例结构示意图；
图2为圆柱状单元的轴向剖面结构示意图；
图3为一实施例的圆柱状单元结构示意图；
图4为锁骨假体结构示意图；
其中：
圆柱状单元1、第一端部11、第二端部12、实心部13、第一通道14、第二通道15、凸起部16、凹陷部17；
弧状实体2、骨小梁结构21、髓针3、钩针孔4。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1中示出了本发明其中一种骨小梁结构，包含若干个圆柱状单元1，且若干个所述圆柱状单元1组成不规则的立体网状结构以构成骨小梁；如图2、图3中示出了本发明所述圆柱状单元1的结构，包括第一端部11、第二端部12、实心部13、第一通道14，所述第一端部11、所述第二端部12分别位于所述实心部13左、右两端，所述第一通道14开设于所述实心部13内、并沿所述实心部13轴向设置，使得所述第一通道14两端分别与所述第一端部11、所述第二端部12连通。
更具体地，所述圆柱状单元1横截面的直径为0.1-1mm。
根据本发明保护的骨小梁结构，所述第一通道14与所述圆柱状单元1共轴向中心线，进一步地增强骨小梁的强度。
根据图2、图3所示，进一步地优化技术方案，所述实心部13上还开设有至少一条第二通道15，所述第二通道15与所述第一通道14连通，且所述第二通道15两端端口分别开设于所述实心部13上、下端面，提高了互联互通性，增加了营养物的运输路径，且骨长入需穿过所述第一通道14、所述第二通道15，而所述第一通道14、所述第二通道15之间又设计有实心部13，使得骨长入更加牢固，进一步提高假体植入的稳定性能；需要说明的是，本发明保护的骨小梁结构是采用3D打印技术制备的，其与传统骨小梁结构不同；本发明的骨小梁结构的构成单元：圆柱状单元1内增加了本文中所述的第一通道14、所述第二通道15，在保证骨小梁强度的基础上，提高了成骨细胞的粘附、增值、分化能力，利于骨长入，摩擦力大，利于初期稳定性；互联互通性更高，使营养等物质可以运输的更加流畅，增加了代谢的场所面积，使骨长入进度更加迅速，骨长入效果更加牢靠。
更具体地，所述第一通道14、所述第二通道15均为圆形通道，且所述第一通道14的孔径为0.05-0.5mm、所述第二通道15的孔径为0.03-0.2mm。所述第二通道15与第一通道14之间构成的具体夹角、第二通道15的具体数量根据具体需求进行调整，以符合不同病患需求；
相邻所述圆柱状单元1中的第一通道14相连通，用于营养物质的传输，骨长入更快。
根据图2所示，进一步地优化技术方案，沿所述实心部13轴向方向的表面设置有若干个凸起部16以及与所述凸起部16相对应的凹陷部17，所述第二通道15的两端端口均开设于凹陷部17，提高植入稳定性；所述凸起部16在所述实心部13外表面上的排布方式根据具体需要确定，以适应不同病患需求，图3中为其中一种示例，但并不局限于图3中的排布方式。
更具体地，所述凸起部16为圆柱状、尖状、圆锥状或其它行状，具体形状根据具体需求进行调整，以符合不同病患需求。
需要说明的是，本发明中，骨小梁结构中各圆柱状单元1之间构成的孔径范围为0.1-1.2mm，空隙率为30％-90％。
一具体实施例，根据图4所示，保护一种钽金属锁骨假体，包括弧状实体2、以及与所述弧状实体2一端连接的髓针3，所述髓针3另一端用于插入锁骨的胸骨远端髓腔；本发明通过所述髓针3插入胸骨远端髓腔的技术改进，替代了传统锁骨假体中使用钢板加螺钉固定方式，致使固定效果不佳，螺钉受力易脱出的技术缺陷；
更具体地，所述髓针3为弧状，且长度优选为50mm，其生理弧度与锁骨的胸骨远端髓腔相似，术中截取肿瘤，把锁骨假体插入锁骨的胸骨远端，启到更好的固定效果。
需要说明的是，如图4所示，为了进一步提高锁骨假体的固定效果，在弧状实体2上还开设有若干个钩针孔4，且所述钩针孔4开设于远离所述髓针3的一端，用于缝合锁骨假体和周围的软组织。
需要说明的是，如图4所示，为了提高营养物质的互通性，使得营养物质运输更加流畅，增加代谢面积，提高锁骨假体植入稳定性，在所述弧状实体2上与所述髓针3相连的一侧外表面包覆有一层骨小梁结构21。该骨小梁结构为本发明中上述保护的骨小梁结构。
进一步地优化技术方案，为了使得锁骨假体与组织液无任何炎症反应，并可在人体环境中长久有效地服役，所述弧状实体2使用钽金属材料制备。根据病患个体差异，单独建立三维模型，使用3D技术打印本发明中锁骨假体。
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 (8)

1.一种骨小梁结构，其特征在于：包含若干个圆柱状单元（1），且若干个所述圆柱状单元（1）组成不规则的立体网状结构以构成骨小梁；
其中，所述圆柱状单元（1）包括第一端部（11）、第二端部（12）、实心部（13）、第一通道（14），所述第一端部（11）、所述第二端部（12）分别位于所述实心部（13）左、右两端，所述第一通道（14）开设于所述实心部（13）内、并沿所述实心部（13）轴向设置，使得所述第一通道（14）两端分别与所述第一端部（11）、所述第二端部（12）连通；
所述实心部（13）上还开设有至少一条第二通道（15），所述第二通道（15）与所述第一通道（14）连通，且所述第二通道（15）两端端口分别开设于所述实心部（13）上、下端面；
所述第一通道（14）与所述圆柱状单元（1）共轴向中心线。
2.如权利要求1所述的一种骨小梁结构，其特征在于：沿所述实心部（13）轴向方向的表面设置有若干个凸起部（16）以及与所述凸起部（16）相对应的凹陷部（17），所述第二通道（15）的两端端口均开设于凹陷部（17）。
3.如权利要求1所述的一种骨小梁结构，其特征在于：所述圆柱状单元（1）横截面的直径为0.1-1mm。
4.如权利要求1所述的一种骨小梁结构，其特征在于：所述第一通道（14）、所述第二通道（15）均为圆形通道，且所述第一通道（14）的孔径为0.05-0.5mm、所述第二通道（15）的孔径为0.03-0.2mm。
5.如权利要求2所述的一种骨小梁结构，其特征在于：所述凸起部（16）为圆柱状、尖状、圆锥状或其它形状。
6.一种钽金属锁骨假体，其特征在于：一种钽金属锁骨假体中使用了如权利要求1-5任一所述一种骨小梁结构。
7.如权利要求6所述一种钽金属锁骨假体，其特征在于：包括弧状实体（2）、以及与所述弧状实体（2）一端连接的髓针（3），所述髓针（3）另一端用于插入锁骨的胸骨远端髓腔；
所述弧状实体（2）上与所述髓针（3）相连的一侧外表面包覆有一层骨小梁结构。
8.如权利要求7所述一种钽金属锁骨假体，其特征在于：所述弧状实体（2）使用钽金属材料制备。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Zhai Zhiyong

Inventor after: Xu Kuixue

Inventor after: Yuan Shuai

Inventor after: Shi Chunbao

Inventor after: Zhang Chaofeng

Inventor after: Lu Xiaoqiang

Inventor after: Wang Zhenguo

Inventor after: Kang Shujing

Inventor before: Xu Kuixue

Inventor before: Yuan Shuai

Inventor before: Shi Chunbao

Inventor before: Zhang Chaofeng

Inventor before: Lu Xiaoqiang

Inventor before: Wang Zhenguo

Inventor before: Kang Shujing