CN213430802U - 一种3d打印的骨小梁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医用假体技术领域，提供了一种3D打印的骨小梁结构。包括：骨小梁结构本体，所述骨小梁结构本体由若干相互交错的小梁组成，相互交错的所述小梁形成骨小梁结构孔；所述骨小梁结构本体内部设有孔结构，所述孔结构包括若干侧面孔和若干横向孔，若干所述侧面孔与若干所述横向孔相互交叉；其中，部分若干所述侧面孔垂直于所述骨小梁结构本体的轴线设置，部分若干所述侧面孔倾斜设置。本实用新型的有益效果在于：骨小梁结构本体在小梁的横向、纵向上设计孔隙，既保证了骨小梁结构的强度，又增加了互通性，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。

Description

一种3D打印的骨小梁结构

技术领域

本实用新型涉及医用假体技术领域，具体涉及一种3D打印的骨小梁结构。

背景技术

松质骨是由大量骨小梁相互交织构成，呈海绵状，排列方向与骨所承受的压力和张力的方向一致，遵循用最小的骨量达到最大的骨强度的原则，起到支持、减轻重量、缓冲、容纳骨髓以及应对应变、适应形变等功能。骨小梁在人体内分布广泛，虽然松质骨仅占人体骨量的20％，但其构成80％的骨表面，包含有胶原、矿物质以及骨组织细胞等各种不同的结构，是多种代谢发生的场所，也是血液系统的重要发源地。

骨缺损是临床上常见的疾病，也是骨科临床治疗的难题之一。目前，治疗骨缺损的方法有体骨和异体骨移植、组织工程技术和基因治疗法及生长因子、物理治疗法的辅助治疗等。进入21世纪后，3D打印技术已广泛应用于因创伤、骨肿瘤、感染、先天性骨病等所致的骨缺损，利用3D打印技术构建多孔植入物是骨缺损修复的重要发展趋势。

但是，现有的骨小梁结构仍然具有如下缺陷：

(1)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，甚至会造成死腔，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；

(2)在骨骼修复体采用3D打印非均匀、不规则骨小梁结构的情况下，不仅能保证孔径、孔隙率，而且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，孔径大小不一，丝径、孔隙率无限接近人体松质骨的真实状态；

(3)虽然骨小梁结构呈非均匀状态互联互通，但是小梁内部是封闭式，对矿物质等营养运输方面及与骨结合强度方面，存在一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种3D打印的骨小梁结构，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种3D打印骨小梁结构，包括：骨小梁结构本体，所述骨小梁结构本体由若干相互交错的小梁组成，相互交错的所述小梁形成骨小梁结构孔；所述骨小梁结构本体内部设有孔结构，所述孔结构包括若干侧面孔和若干横向孔，若干所述侧面孔与若干所述横向孔相互交叉；其中，部分若干所述侧面孔垂直于所述骨小梁结构本体的轴线设置，部分若干所述侧面孔倾斜设置。

可选实施例中，若干所述侧面孔环绕所述骨小梁结构本体的侧面设置，若干倾斜设置的所述侧面孔的倾斜角度不超过30°。

可选实施例中，所述骨小梁结构本体同一截面上的侧面孔和横向孔数量之和不超过3个。

可选实施例中，相邻的所述侧面孔的纵截面之间的距离不小于所述侧面孔直径的3倍。

可选实施例中，若干所述横向孔平行于所述骨小梁结构本体的轴线设置。

可选实施例中，若干所述横向孔的数量为1个，1个所述横向孔位于所述骨小梁结构本体的中心位置。

可选实施例中，若干所述侧面孔和横向孔的直径相同。

可选实施例中，若干所述侧面孔的孔径范围为0.03-0.2mm，若干所述横向孔的孔径范围为0.05-0.5mm。

可选实施例中，所述骨小梁结构本体上的所述骨小梁结构孔的孔隙率为30％-50％，所述骨小梁结构孔的孔径范围为0.1-1.2mm；所述小梁的丝径范围为0.1-1mm。

可选实施例中，所述骨小梁结构本体的表面还设有若干凹凸不平的毛刺结构。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型中的骨小梁结构本体在小梁的横向、纵向上设计孔隙，既保证骨小梁结构的强度，又增加了互通性，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。

(2)本实用新型中的3D打印的骨小梁结构为非均匀、不规则设计，不仅能保证孔径、孔隙率，而且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，孔径大小不一，丝径、孔隙率无限接近人体松质骨的真实状态，提高成骨细胞的粘附、增值、分化能力。

(3)本实用新型中的骨小梁表面带有凹凸不平的毛刺结构，增大摩擦力，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。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的3D打印的骨小梁结构微观示意图一。

图2为本实用新型一实施例提供的3D打印的骨小梁结构微观示意图二。

图3为本实用新型一实施例提供的3D打印的骨小梁结构截面微观示意图。

其中，图中附图标记为：1、侧面孔，2、横向孔，3、毛刺，4、小梁，5、骨小梁结构孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

请参阅附图1-3，本实施例的目的在于提供了一种3D打印的骨小梁结构，包括：骨小梁结构本体，骨小梁结构本体由若干相互交错的小梁4组成，小梁4的丝径范围为0.1mm。

本实施例中，相互交错的小梁4形成骨小梁结构孔5，骨小梁结构本体上的骨小梁结构孔5的孔隙率为30％，骨小梁结构孔5的孔径范围为0.1mm。值得一提的是，骨小梁结构为非均匀、不规则设计，不仅能保证孔径、孔隙率，而且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，孔径大小不一，小梁4的丝径、孔隙率无限接近人体松质骨的真实状态，提高了成骨细胞的粘附、增值、分化能力。

具体地，骨小梁结构本体内部设有孔结构，孔结构包括若干侧面孔1和若干横向孔2，若干侧面孔1与若干横向孔2相互交叉，若干侧面孔1和横向孔2的直径相同。

其中，部分若干侧面孔1垂直于骨小梁结构本体的轴线设置，部分若干侧面孔1倾斜设置。需要说明的是，骨小梁结构本体内侧面孔1和横向孔2的设置既保证骨小梁结构的强度，又增加了互通性，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。

进一步地，若干侧面孔1环绕骨小梁结构本体的侧面设置，若干倾斜设置的侧面孔1的倾斜角度不超过30°。骨小梁结构本体同一截面上的侧面孔1和横向孔2数量之和不超过3个。相邻的侧面孔1的纵截面之间的距离不小于侧面孔1直径的3倍。

此外，若干横向孔2平行于骨小梁结构本体的轴线设置，优选地，若干横向孔2的数量为1个，1个横向孔2位于骨小梁结构本体的中心位置。可选实施例中，骨小梁结构本体的表面还设有若干凹凸不平的毛刺3结构，凹凸不平的毛刺3结构增大了摩擦力，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。

实施例二

请参阅附图1-3，本实施例的目的在于提供了一种3D打印的骨小梁结构，包括：骨小梁结构本体，骨小梁结构本体由若干相互交错的小梁4组成，小梁4的丝径范围为1mm。

本实施例中，相互交错的小梁4形成骨小梁结构孔5，骨小梁结构本体上的骨小梁结构孔5的孔隙率为50％，骨小梁结构孔5的孔径范围为1.2mm。值得一提的是，骨小梁结构为非均匀、不规则设计，不仅能保证孔径、孔隙率，而且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，孔径大小不一，小梁4的丝径、孔隙率无限接近人体松质骨的真实状态，提高了成骨细胞的粘附、增值、分化能力。

具体地，骨小梁结构本体内部设有孔结构，孔结构包括若干侧面孔1和若干横向孔2，若干侧面孔1与若干横向孔2相互交叉，若干侧面孔1和横向孔2的直径不同，优选地，若干侧面孔1的孔径范围为0.03-0.2mm，若干横向孔2的孔径范围为0.05-0.5mm。

其中，部分若干侧面孔1垂直于骨小梁结构本体的轴线设置，部分若干侧面孔1倾斜设置。需要说明的是，骨小梁结构本体内侧面孔1和横向孔2的设置既保证骨小梁结构的强度，又增加了互通性，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。

进一步地，若干侧面孔1环绕骨小梁结构本体的侧面设置，若干倾斜设置的侧面孔1的倾斜角度不超过30°。骨小梁结构本体同一截面上的侧面孔1和横向孔2数量之和不超过3个。相邻的侧面孔1的纵截面之间的距离不小于侧面孔1直径的3倍。

此外，若干横向孔2平行于骨小梁结构本体的轴线设置。若干横向孔2的数量为1个，1个横向孔2位于骨小梁结构本体的中心位置。可选实施例中，骨小梁结构本体的表面还设有若干凹凸不平的毛刺3结构，凹凸不平的毛刺3结构增大了摩擦力，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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印的骨小梁结构，包括：骨小梁结构本体，所述骨小梁结构本体由若干相互交错的小梁(4)组成，相互交错的所述小梁(4)形成骨小梁结构孔(5)；

其特征在于：所述骨小梁结构本体内部设有孔结构，所述孔结构包括若干侧面孔(1)和若干横向孔(2)，若干所述侧面孔(1)与若干所述横向孔(2)相互交叉；其中，部分若干所述侧面孔(1)垂直于所述骨小梁结构本体的轴线设置，部分若干所述侧面孔(1)倾斜设置。

2.如权利要求1所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，若干所述侧面孔(1)环绕所述骨小梁结构本体的侧面设置，若干倾斜设置的所述侧面孔(1)的倾斜角度不超过30°。

3.如权利要求2所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，所述骨小梁结构本体同一截面上的侧面孔(1)和横向孔(2)数量之和不超过3个。

4.如权利要求3所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，相邻的所述侧面孔(1)的纵截面之间的距离不小于所述侧面孔(1)直径的3倍。

5.如权利要求4所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，若干所述横向孔(2)平行于所述骨小梁结构本体的轴线设置。

6.如权利要求5所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，若干所述横向孔(2)的数量为1个，1个所述横向孔(2)位于所述骨小梁结构本体的中心位置。

7.如权利要求6所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，若干所述侧面孔(1)和横向孔(2)的直径相同。

8.如权利要求6所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，若干所述侧面孔(1)的孔径范围为0.03-0.2mm，若干所述横向孔(2)的孔径范围为0.05-0.5mm。

9.如权利要求6所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，所述骨小梁结构本体上的所述骨小梁结构孔(5)的孔隙率为30％-50％，所述骨小梁结构孔(5)的孔径范围为0.1-1.2mm；所述小梁(4)的丝径范围为0.1-1mm。

10.如权利要求1所述的3D打印的骨小梁结构，其特征在于，所述骨小梁结构本体的表面还设有若干凹凸不平的毛刺(3)结构。

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