CN206612975U - 一种人工骨材 - Google Patents

Abstract

提供了一种人工骨材，用于人体缺损骨头的修补，所述人工骨材由内至外设置有多个孔洞结构，其中，相邻的孔洞结构之间相互连通，所述孔洞结构11可供骨细胞附着及生长。由于人工骨材由内至外设置有多个孔洞结构，相邻的孔洞结构之间相互连通，这样提供了骨骼细胞的生长环境，透过这些孔洞结构，骨骼细胞可以附着于这些孔洞结构中，增加骨骼细胞的增生率，相互连接的孔洞结构，还可供了人体血液的流经，从而可以活化骨细胞的生长，有效提升骨细胞的生长率。

Description

一种人工骨材

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体的说，涉及一种人工骨材。

背景技术

人体骨骼受损后一般的治疗方法是以自体骨移植的方式来进行治疗，但自体骨的来源有限，异体骨的移植则存在免疫系统排斥及传播疾病的危险。

随着材料科学和医学技术的迅速发展以及人们生活水平与医疗保健的提高，人们对于人体组织、气管及骨骼缺损的修复和置换等方面的要求日渐升高，修复由于创伤、感染、肿瘤等疾病导致的各类骨骼缺损，尤其是肢体长骨骨干的大段缺损，一直是骨科医生面临的难题，骨骼是组成脊椎动物内骨骼的坚硬器官，功能是运动、支持和保护身体，制造红血球和白血球，以及储藏矿物质，骨组织是一种密实的结缔组织，骨骼由各种不同的形状组成，有复杂的内在和外在结构，使骨骼在减轻重量的同时能够保持坚硬，且骨骼的成分之一是矿物质化的骨骼组织，其內部是坚硬的蜂巢状立体结构，而其他组织还包括了骨髓、骨膜、神经、血管和软骨，而骨骼主要由骨质、骨髓和骨膜三部分构成，尤其骨髓里面有丰富的血管和神经组织，而骨骼受到伤害时，一般称为骨折（英文：Bone Fracture），是指身体的骨头因受力分别为直接外力或间接外力，而产生各式各样的骨折，例如，粉碎性骨折、破裂骨折、剥离性骨折等，而骨骼产生残缺的骨折，一般的治疗方法是以自体骨移植的方式来进行治疗，但自体骨的来源有限，异体骨的移植则存在免疫系统排斥及传播疾病的危险，然而，外壳医生多以使用补骨植入物来恢复该部位的功能，以快速促进骨骼自然愈合功能，然而，一旦受损的骨组织超过30mm，骨骼就不能自行弥补生长，而上述的补骨植入物之结构大多只是辅助骨骼固定，这类植入物无法提供骨细胞良好的生长环境，仅能使骨骼自然愈合，骨细胞无法有效附着于补骨植入物中进行增生，因此，目前的修复技术有必要加以改良。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够修补人体骨骼并快速增生愈合的人工骨材。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种人工骨材，用于人体缺损骨头的修补，所述人工骨材由内至外设置有多个孔洞结构，其中，相邻的孔洞结构之间相互连通，所述孔洞结构可供骨细胞附着及生长。

优选的，所述人工骨材由多个结构单元相互连接而成，其中，每个结构单元设置有多个呈放射状布置的凸柱，相邻的结构单元之间通过所述凸柱进行连接，所述孔洞结构由所述结构单元的凸柱之间的间隔形成。

优选的，位于所述人工骨材内部的结构单元的凸柱在空间上呈均匀分布。

优选的，位于所述人工骨材内部的结构单元的凸柱数量为八个。

优选的，位于所述人工骨材内部的结构单元的凸柱数量至少为三个。

优选的，位于所述人工骨材边缘区域的结构单元中包括：

一部分边缘结构单元，所述边缘结构单元面向外部的区域不设置凸柱；

以及一部分功能结构单元，所述功能结构单元面向外部的区域设置有呈锥状结构的凸柱。

优选的，所述孔洞结构的大小为5~1000微米。

优选的，所述人工骨材由多层材料依次堆叠而成。

优选的，所述人工骨材为高分子材料，其中，所述高分子材料为PLA、PGA、PLGA、PEEK、UHMWPE、PEKK中的一种。

优选的，所述人工骨材为金属材质，所述金属材质为钛、不锈钢、钴、铬、钽中的一种。

本实用新型的有益效果是：该人工骨材可以修补受损的骨骼，同时，由于人工骨材由内至外设置有多个孔洞结构，相邻的孔洞结构之间相互连通，这样提供了骨骼细胞的生长环境，透过这些孔洞结构，骨骼细胞可以附着于这些孔洞结构中，增加骨骼细胞的增生率，相互连接的孔洞结构，还可供了人体血液的流经，从而可以活化骨细胞的生长，有效提升骨细胞的生长率。特别是对于受损组织超过30mm的情况而言，也能够很好的使骨骼细胞实现增生快速愈合。

附图说明

图1是本实用新型人工骨材的结构示意图；

图2是本实用新型人工骨材内部的结构单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示为本实用新型提供的一种人工骨材的具体实施例，该人工骨材1用于人体缺损骨头的修补，并利于骨骼细胞的增生，如图中所示，该人工骨材1由内至外设置有多个孔洞结构11，其中，相邻的孔洞结构11之间相互连通，所述孔洞结构11可供骨细胞附着及生长。本实施例中，由于人工骨材1由内至外设置有多个孔洞结构11，相邻的孔洞结构11之间的相互连通提供了骨骼细胞的生长环境，透过这些孔洞结构11，骨骼细胞可以附着于这些孔洞结构11中，增加骨骼细胞的增生率，相互连接的孔洞结构11，还提供了人体血液的流经，从而可以活化骨细胞的生长，有效提升骨细胞的生长率。特别是对于受损组织超过30mm的情况而言，也能够很好的使骨骼细胞实现增生快速愈合。

在本实施例中，结合图2所示，所述人工骨材1由多个结构单元10相互连接而成，其中，每个结构单元10设置有多个呈放射状布置的凸柱12，相邻的结构单元10之间通过所述凸柱12进行连接，所述孔洞结构11由所述结构单元10的凸柱12之间的间隔形成。通过结构单元10的连接而成的人工骨材1，形成了由内至外的且有规律的孔洞结构，这样可以均匀的提供骨骼细胞生长的空间，令骨骼愈合达到均匀而良好的状态。

在本实施例中，以图2为例，位于所述人工骨材1内部的结构单元10的凸柱12在空间上呈均匀分布。这样的结构单元10更利于生产制造，同时组合而成的人工骨材1的孔洞结构也更加的均匀。

在本实施例中，以图2为例，位于所述人工骨材1内部的结构单元10的凸柱12数量为八个，这样可以实现以每个小立方体空间为单位进行连接，能够形成多个孔洞结构11。当然，以达到相互连接为目的的话，人工骨材内部的结构单元10的凸柱12数量至少为三个则可以实现结构单元10之间相互连接。

在本实施例中，如图1所示，位于所述人工骨材1边缘区域的结构单元10中包括一部分边缘结构单元10a，所述边缘结构单元10a面向外部的区域不设置凸柱，这样的结构可使人工骨材1的表面平整；同时还包括一部分功能结构单元10b，所述功能结构单元10b面向外部的区域设置有呈锥状结构的凸柱，锥状的凸柱有利于人工骨材进行固定。

在本实施例中，每个所述结构单元10的表面均为曲面平滑对接，这种表面有利于骨骼细胞的顺序生长以及血液的循环，避免出现堵塞的现象出现。

在本实施例中，孔洞结构的孔径与人骨的孔径相当接近，使得呈相互连接的空间结构可以提供骨骼细胞渗透深入在其中进行附着生长，而孔洞结构的孔径大小也足以让血液以及一些组织和营养物渗入，作为本实施例的一种可选实施方式，所述孔洞结构的大小为5微米（µm）至1000微米（µm）之间，作为优选的实施方式，孔洞结构的孔径大小可以是100微米（µm）至700微米（µm）之间，或400微米（µm）至600微米（µm）之间。

在本实施例中，人工骨材可利用3D金属镭射烧结列印（3D printing，又称积层制造，Additive Manufacturing，AM），即人工骨材由多层材料依次堆叠而成。每一层材料可用液体状、粉末状或片状的材料依次逐层的列印出来，再将各层材料通过粘合的方式粘接起来即可制造成人工骨材的实体结构。对于本实施例中具有复杂结构的人工骨材而言，这种层层堆叠的结构使得其制造起来更为容易。

在本实施例中，人工骨材可为高分子材料制造，其中，所述高分子材料可以是能被分解的PLA Polylactic Acid或Polylactide，聚乳酸）、PGA（Polyglycolide，聚乙交酯）、PLGA（poly(lactic-co-glycolic acid)，聚乳酸-羟基乙酸共聚物）中的一种，也可以是不能被分解的PEEK（polyaryletherketone，具有酮类及酚的官能基之半结晶型工程塑料）、UHMWPE（Ultra High Molecuar Weight Polyethylene/UPE，超高分子量聚乙烯，俗称乙烯龙）、PEKK ( Polyetherketoneketone，聚醚酮酮 )中的一种。当然，可制造人工骨材的材料并不受限于本实施例列举的上述材料，本领域技术人员根据现有的高分子材料科学，也可使用其他的可替代材料制造人工骨材。此外，在本实施例中，人工骨材也可为金属材质，所述金属材质可为钛、不锈钢、钴、铬、钽中的一种。借由上述材料所制造而成的块状的人工骨材，可放置于人体破损的骨骼中，以替代人体的自体骨骼以及补骨植入物，可依适当形体制造成一仿真人体骨骼内海绵骨组织使其最接近人体骨头的结构，其具有交错连通的多个孔洞结构，以利于骨组织的骨细胞能向内增生及增加披覆率，达到更佳的骨骼愈合效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，这些都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种人工骨材，用于人体缺损骨头的修补，其特征在于，所述人工骨材由内至外设置有多个孔洞结构，其中，相邻的孔洞结构之间相互连通，所述孔洞结构可供骨细胞附着及生长。

2.如权利要求1所述的人工骨材，其特征在于，所述人工骨材由多个结构单元相互连接而成，其中，每个结构单元设置有多个呈放射状布置的凸柱，相邻的结构单元之间通过所述凸柱进行连接，所述孔洞结构由所述结构单元的凸柱之间的间隔形成。

3.如权利要求2所述的人工骨材，其特征在于，位于所述人工骨材内部的结构单元的凸柱在空间上呈均匀分布。

4.如权利要求3所述的人工骨材，其特征在于，位于所述人工骨材内部的结构单元的凸柱数量为八个。

5.如权利要求2所述的人工骨材，其特征在于，位于所述人工骨材内部的结构单元的凸柱数量至少为三个。

6.如权利要求2所述的人工骨材，其特征在于，位于所述人工骨材边缘区域的结构单元中包括： 一部分边缘结构单元，所述边缘结构单元面向外部的区域不设置凸柱； 以及一部分功能结构单元，所述功能结构单元面向外部的区域设置有呈锥状结构的凸柱。

7.如权利要求2所述的人工骨材，其特征在于，所述孔洞结构的大小为5~1000微米。

8.如权利要求1所述的人工骨材，其特征在于，所述人工骨材由多层材料依次堆叠而成。

9.如权利要求1所述的人工骨材，其特征在于， 所述人工骨材为高分子材料，其中，所述高分子材料为PLA、PGA、PLGA、PEEK、UHMWPE、PEKK中的一种。

10.如权利要求1所述的人工骨材，其特征在于，所述人工骨材为金属材质，所述金属材质为钛、不锈钢、钴、铬、钽中的一种。