[實(shí)用新型]一種3D打印梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520857150.4
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN205126948U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦彥國;李瑞延
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種3D打印醫(yī)用金屬植入物，具體涉及一種3D打印梯度 孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，其有利于骨組織長入，促進(jìn)骨性愈合。

背景技術(shù)

3D打印制備多孔金屬對于組織工程骨的發(fā)展有重要意義，減少了因自體骨 移植對患者身體造成的損傷，同時也避免了異體骨移植高昂的費(fèi)用問題。瑞典 Arcam通過3D打印技術(shù)成功制備的金屬合金臼杯、股骨干、脊柱及顱骨等骨科 植入物，其中部分多孔金屬合金骨修復(fù)植入物已經(jīng)在臨床得以應(yīng)用。

多孔金屬打印主要采用目前如瑞典Arcam公司等依靠電子束熔煉(EBM)3D 打印技術(shù)制造的多孔金屬，可以通過電腦設(shè)計結(jié)構(gòu)精確控制微孔大小，孔隙率， 孔道走向及聯(lián)通情況，其孔徑最小可達(dá)到400微米，孔隙率最大可達(dá)85％。而選 擇性激光熔煉技術(shù)(SLM)可以達(dá)到更高的精度(100微米)，可以更精確的控制 支架材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

而現(xiàn)今3D打印微孔單一，多為單一結(jié)構(gòu)的重復(fù)，往往是固定大小的孔徑和 單一的孔道聯(lián)通結(jié)構(gòu)，而這與人體骨組織骨小梁結(jié)構(gòu)并不相符，且不利于骨組 織長入，易造成骨組織和成纖維同時長入，大量的纖維組織導(dǎo)致纖維愈合而非 骨愈合。且隨著組織長入，必然需要更大的爬行空間，而傳統(tǒng)設(shè)計方案還導(dǎo)致 了骨組織長入后期出現(xiàn)生長空間不足的問題。EBM或SLM可以足夠精確地控制內(nèi) 部結(jié)構(gòu)，但目前對結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視并不夠，并沒有充分發(fā)揮3D打印精確控制內(nèi) 部結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，單一重復(fù)的結(jié)構(gòu)并不利于骨愈合。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)單一重復(fù)的微孔結(jié)構(gòu)不利于骨組織長 入，骨組織植入物難以和自身骨達(dá)到骨性愈合的問題，提供一種3D打印梯度孔 徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，制作孔隙漸變的組織工程骨支架， 通過呈梯度漸變的孔隙調(diào)控骨組織及成纖維等的長入，最終達(dá)到最佳的骨愈合。

本實(shí)用新型是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：

一種3D打印梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，其整體為六面體結(jié)構(gòu)，由 組件A、組件B和組件C緊密排列組成，組件A陣列于六面體結(jié)構(gòu)最外層，組件 B陣列于次外層，組件C陣列于最內(nèi)層；組件A、組件B、組件C均為六面體框 架結(jié)構(gòu)，且組件A的孔徑大于組件B的孔徑，組件B的孔徑大于組件C的孔徑。

所述的一種3D打印梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，其中，組件C由支 撐柱和引導(dǎo)桿構(gòu)成，多條支撐柱連接構(gòu)成六面體框架結(jié)構(gòu)的邊棱，引導(dǎo)桿位于 六面體框架結(jié)構(gòu)每相對兩個面的中心連線，相鄰組件的引導(dǎo)桿互相連接；組件A 和組件B均由支撐柱、引導(dǎo)桿和分隔柵構(gòu)成，分隔柵位于六面體框架結(jié)構(gòu)每個 面的對角線位置，且組件B中分隔柵的數(shù)量少于組件A中分隔柵的數(shù)量。

所述的一種3D打印梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，其中，組件B中分 隔柵的數(shù)量為組件A中分隔柵的數(shù)量的一半。

所述的一種3D打印梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，其中，組件A中六 面體框架結(jié)構(gòu)每個面上設(shè)有兩條分隔柵，而組件B中六面體框架結(jié)構(gòu)每個面上 僅設(shè)一條分隔柵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型著重設(shè)計3D打印金屬骨組織支架的細(xì)微結(jié)構(gòu)，設(shè)計3種不同組 件，依據(jù)不同組件的排列調(diào)整孔隙的變化，每種組件分別包括支撐柱、分隔柵 和引導(dǎo)桿組成。本實(shí)用新型可以通過調(diào)整支撐柱的長度，進(jìn)而依次改變分隔柵 的長度，從而改變孔隙面積進(jìn)而改變孔徑大小。因此本實(shí)用新型可以簡單方便 的調(diào)整孔徑。

本實(shí)用新型骨組織支架以六面體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，為了達(dá)到孔隙漸變的目的， 設(shè)計了分隔柵，以分隔柵改變孔隙的孔徑。

本實(shí)用新型為了促進(jìn)細(xì)胞組織爬行，為例骨組織支架設(shè)計了引導(dǎo)桿，著重 起到引導(dǎo)細(xì)胞遷移爬行的作用。更有利于骨組織沿引導(dǎo)桿方向長入金屬支架內(nèi)， 使組織和支架之間緊密結(jié)合，達(dá)到骨性愈合的目的。

本實(shí)用新型為孔徑漸變的梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架，有利于細(xì)胞 組織有序合理的長入金屬骨組織支架內(nèi)部。同時支撐柱、分隔柵、引導(dǎo)桿的長 度可以進(jìn)行調(diào)整，并帶動孔徑大小變化，方法簡單有效，可以生產(chǎn)出不同孔徑 梯度的漸變孔隙金屬骨組織支架。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型3D打印梯度孔徑醫(yī)用多孔金屬骨組織支架的整體結(jié)構(gòu)示 意簡圖；

圖2是本實(shí)用新型構(gòu)建梯度孔隙結(jié)構(gòu)的組件A結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型構(gòu)建梯度孔隙結(jié)構(gòu)的組件B結(jié)構(gòu)示意圖。