[發明專利]一種類骨多孔結構及脊柱融合器

在審

• 申請號: 201710475148.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107174382A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 丁偉;蔡方舟;徐志鑫;汪浩明
• 申請（專利權）人: 上海凱利泰醫療科技股份有限公司
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及醫療器械設計技術領域，尤其涉及一種類骨多孔結構及脊柱融合器。

背景技術

椎管狹窄、椎體滑脫、椎間盤突出等腰椎退行性疾病是近年來臨床常見的脊柱外科疾病，現有技術中通常通過脊柱融合術來進行治療，如何精確仿生重構并制備與天然脊柱組織相匹配的融合器，是臨床脊柱融合術的關鍵。

天然骨組織為一種具有精細微孔結構的多孔材料，骨組織的三維多孔結構會根據負重相應地改變以適應承載的需要。當外載植入體具有較高彈性模量時，會對天然骨組織形成應力遮擋。如果骨組織修復體的力學性與天然骨組織不匹配，載荷就不能由植入體很好地傳到相鄰的骨組織，造成植入體周圍出現了應力吸收，最終導致植入體的松動和斷裂引起應用失敗。

現有的脊柱融合器的多孔結構是由正四面體類金剛石結構組成，該正四面體結構包括有設置在四個頂點上的基點以及連接相鄰頂點的棱；這類正四面體類金剛石結構雖然能夠與天然骨組織相匹配，促進骨生長，但是四面體結構的棱較長，棱之間的夾角角度大，其最大承載力只能夠達到449N左右，其剛性不佳，導致承載力不夠，從而導致孔隙率和孔間隙的不夠，使得骨細胞不易生長，從而影響骨組織的生長。

發明內容

為解決背景技術中的問題，本發明提供了一種類骨多孔結構及脊柱融合器，其中類骨多孔結構采用多個八面體結構形式的單胞結構組成來增強多孔結構的可承受的最大應力，從而提高了多孔結構的剛性和承載力，并保證了其孔隙率，保證了骨細胞的正常生長。

本發明提供了一種類骨多孔結構由多個單胞結構組成，所述單胞結構外輪廓的包絡線整體呈立方體形，所述單胞結構包括有布置在立方體八個頂點處的節點、布置在立方體中心的一完整的中心球體，立方體八個頂點處的節點與中心球體之間，分別對應設置有一個連接桿；所述的多個單胞結構依次排列，且相鄰單細胞結構連接構成一體。

較佳的，所述節點為1/8球體。

較佳的，所述1/8球體的直徑與所述連接桿的直徑相等。

較佳的，所述中心球體的直徑大于所述連接桿的直徑。

較佳的，所述連接桿的直徑大于等于0.25mm。

較佳的，相鄰單胞結構之間相對面的四個節點連接成一體。

較佳的，多個單胞結構做布爾減運算或共形映射，陣列形成具有所需外形包絡線的多孔結構。

較佳的，所述類骨多孔結構采用鈦及鈦合金一體成型。

本發明還提供了一種脊柱融合器，包括有支撐結構和類骨多孔結構，所述支撐結構與所述類骨多孔結構呈一體狀固定連接在一起，所述支撐結構用于承擔外部載荷，所述類骨多孔結構用于引導新骨長入，所述類骨多孔結構采用權利要求1-中任意一項所述的類骨多孔結構。

較佳的，所述類骨多孔結構與所述支撐結構之間采用過盈配合模式連接。

較佳的，所述支撐結構為一框架結構。

本發明由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有的優點和積極效果為：

本發明提供的類骨多孔結構及脊柱融合器，其中類骨多孔結構由多個單胞結構連接構成，單胞結構又為一由8個頂點處的節點、一個中心球體和八個連接桿構成的立方體結構(即八面體結構)，各個連接桿之間的夾角變小，單根連接桿的長度縮短，使得整個類骨多孔結構的承載能力得到大大提高，其最大承載力能夠達到2839.34N，且該力對應的位移僅為0.567mm；同時該類骨多孔結構的孔隙率同樣可以保證達到50％-90％，滿足骨細胞生長需要；因此，本發明提供的類骨多孔結構在保證具有足夠的孔隙率的同時，又保證了足夠的承載力。

附圖說明

結合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本發明的上述及其他特征和優點，其中：

圖1為本發明提供的單胞結構的結構示意圖；

圖2為本發明中多個單胞結構連接的正面示意圖；

圖3為本發明中多個單胞結構連接的立體結構示意圖；

圖4為本發明提供的脊柱融合器中支撐結構的結構示意圖。

符號說明：

1-單細胞結構

101-1/8球體

102-中心球體

103-連接桿

2-支撐結構

具體實施方式

參見示出本發明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發明。然而，本發明可以以許多不同形式實現，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使本技術領域的技術人員完全了解本發明的范圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大了層及區域的尺寸及相對尺寸。