CN201510378U - 一种仿生人骨支架微孔模型 - Google Patents

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封彦峰
张昌松
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Abstract

一种仿生人骨支架微孔模型，包括仿生人骨支架本体，所说的仿生人骨支架本体采用板型单元模型或圆柱单元模型结构，且仿生人骨支架本体内均设置有球形空腔，所说的板型单元模型结构自下面上分为三层，圆柱单元模型结构自外向内分为三层且在各层之间设置有骨板，且球形空腔的边缘入口的直径为0.5mm。本实用新型根据天然人骨微观结构的特点及仿生人骨生物力学性能的要求，设计出一种中间设置球形空腔，边缘入口的直径为0.5mm模型结构，板型与圆柱形梯度微孔人骨单元模型，该两种单元模型孔隙率为56～60％，弹性模量为24.14～26.23GPa，完全符合人骨的生物特性要求。

Description

一种仿生人骨支架微孔模型
技术领域
本实用新型属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种仿生人骨支架微孔模型。
背景技术
随着社会文明进步和经济发展，人民生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复事业格外重视。与此同时，社会人口老龄化，交通工具大量涌现，生活节奏加快，疾病、自然灾害、事故工伤的频繁发生和局部战争等，导致人类意外伤害剧增。目前战争、交通事故、工伤、运动创伤、疾病和自然灾害等原因造成的骨折、骨缺损和骨缺失伤患人数全世界每年达几百万，而当前骨修复生物医用材料及制品，与自然人骨相差较大，表现出生物活性与功能特性差，使用寿命短，需要多次手术更换等问题。因此，研究与人骨相似的仿生人造骨材料具有重要的科学意义与社会价值，市场应用前景广阔。
人工骨生物力学性能与骨的微观几何结构有着重要关系，目前，微孔晶胞模型具有连通、可控等优点，是人工骨仿生微观结构的较好选择，可用微孔晶胞模型重建密质骨和松质骨。目前仿生人造骨常用的内部微观结构有6种晶胞形式：(1)开口杆状网络模型；(2)带孔板框架模型；(3)蜂窝结构模型；(4)平行板状结构模型；(5)封闭的中间开球孔单胞模型；(6)封闭的中间开棱柱孔单胞模型。虽然这几种模型可以在某些情况下反映骨的结构力学特性，但存在很多缺陷，不能直接应用于仿生骨的加工。如生物力学性能与人体自然骨相差较大，微孔结构不利于组织长入，难于形成骨性连接，导致植入人骨连接不可靠等。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种使得仿生人骨的微孔支架具有有利于粘附附着的表面，足够大足够多的孔，并且内部三维相通，生物力学性能与人骨相近似的仿生人骨支架微孔模型。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括仿生人骨支架本体，所说的仿生人骨支架本体采用板型单元模型或圆柱单元模型结构，且仿生人骨支架本体内均设置有球形空腔，所说的板型单元模型结构自下面上分为三层，圆柱单元模型结构自外向内分为三层且在各层之间设置有骨板，所说的第一层球形空腔的半径为0.52mm，第二层球形空腔的为0.51mm，第三层球形空腔的半径为0.50mm，且球形空腔的边缘入口的直径为0.5mm。
本实用新型骨板的厚度为0.2mm。
本实用新型根据天然人骨微观结构的特点及仿生人骨生物力学性能的要求，设计出一种中间设置球形空腔，边缘入口的直径为0.5mm模型结构，板型与圆柱形梯度微孔人骨单元模型，该两种单元模型孔隙率为56～60％，弹性模量为24.14～26.23GPa，完全符合人骨的生物特性要求。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
图3是本实用新型球形空腔2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理作进一步详细说明。
实施例1，参见图1，本实用新型包括板型单元模型结构的仿生人骨支架本体1，且仿生人骨支架本体1内均设置有球形空腔2，板型单元模型结构的仿生人骨支架本体1自下面上分为三层，第一层球形空腔的半径为0.52mm，第二层球形空腔的为0.51mm，第三层球形空腔的半径为0.50mm，且球形空腔2的边缘入口的直径为0.5mm。
实施例2，参见图2，本实用新型包括圆柱单元模型结构的仿生人骨支架本体1，且仿生人骨支架本体1内均设置有球形空腔2，圆柱单元模型结构的仿生人骨支架本体1自外向内分为三层且在各层之间设置有骨板3，所说的第一层球形空腔的半径为0.52mm，第二层球形空腔的为0.51mm，第三层球形空腔的半径为0.50mm，且球形空腔2的边缘入口的直径为0.5mm，骨板3的厚度为0.2mm。
参见图3，本实用新型根据自然人骨的微观结构，结合目前已有的人骨内部微观结构的6种仿生晶胞型式，演化出了中间设置球形空腔2，边缘入口4为圆柱孔的球柱贯通孔晶胞模型结构。
本实用新型利用晶胞模型，设计出人骨在承载方向可控梯度微孔的人骨单元的两种模型结构，板型结构与圆柱型结构。
该两种单元模型孔隙率为56～60％，弹性模量为24.14～26.23GPa，完全符合人骨的生物特性要求。

Claims (2)

1.一种仿生人骨支架微孔模型，包括仿生人骨支架本体(1)，其特征在于：所说的仿生人骨支架本体(1)采用板型单元模型或圆柱单元模型结构，且仿生人骨支架本体(1)内均设置有球形空腔(2)，所说的板型单元模型结构自下面上分为三层，圆柱单元模型结构自外向内分为三层且在各层之间设置有骨板(3)，所说的第一层球形空腔的半径为0.52mm，第二层球形空腔的为0.51mm，第三层球形空腔的半径为0.50mm，且球形空腔(2)的边缘入口(4)的直径为0.5mm。
2.根据权利要求1所述的仿生人骨支架微孔模型，其特征在于：所说的骨板(3)的厚度为0.2mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108548732A (zh) * 2018-05-28 2018-09-18 吉林大学 用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品及制备方法
CN113768665A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 上海交通大学医学院附属第九人民医院 骨缺损修复支架及构建、制备方法、计算机可读存储介质、设备

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