[發明專利]多孔性結構和基底的連接方法

有效

• 申請號: 202010073169.5
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111281611B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 姚建清;史金虎
• 申請（專利權）人: 雅博尼西醫療科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: A61F2/30
• 分類號: A61F2/30;A61F2/28
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

本發明提供一種多孔性結構和基底的連接方法，將多孔性結構與中間體預先連接形成一復合體。基底是實心的或是高致密度的多孔性結構；中間體是實心的或是高致密度的多孔性結構，其致密度介于多孔性表面結構與基底之間。將所述復合體配置于基底處，根據需要選擇設置反斜面和/或卡扣等定位結構；在中間體與基底之間的合適位置焊接，將復合體連接到基底上，使得基底表面覆上多孔性結構。本發明實現了多孔性結構和基底的有效結合，滿足了機械結構整體和表面性能不同時的連接要求，同時避免了熱壓工藝等造成基底的力學性能大幅下降的問題，適合于制成各種人工植入假體。

技術領域

本發明涉及機械結構的連接技術，特別涉及醫療器械，提供一種多孔性結構和基底的連接方法。

背景技術

工程應用常常對機械結構的整體性能和表面性能有不同的要求。比如，人工髖關節的髖臼杯和股骨柄，其整體性能(如疲勞強度)要滿足假體在植入體內后幾十年、平均每年一百萬到兩百萬次走路時承受的動態載荷下的抗疲勞要求，而且對假體表面有特定的性能需要，以滿足假體表面與病人的骨骼組織牢固結合在一起，保證假體不松動。否則病人會有疼痛，就必須取出假體，使病人再經過一次翻修手術，植入一個新的假體。其它骨科植入物(如脊柱)也有類似情況和需求。事實上，在其它領域，也有基底和表面有不同性能需求，而兩者之間需要可靠有效連接的情況。

關節假體常用的人工材料是鈦合金、鈷鉻鉬合金、不銹鋼等，和骨頭無法形成有效的生物或化學結合。假體和骨之間的界面一般主要通過物理/機械結合。比如，高度拋光的假體表面和骨組織無法形成有效的結合力，所以，現有技術可以在假體表面通過噴砂、等離子噴鈦等方式形成粗糙表面，來增加假體和骨組織之間的界面摩擦力，幫助增強假體和骨骼界面的物理/機械固定。在骨科領域，這被稱為“骨長上”的表面。有時，可以用羥基磷灰石等材料(或可結合生長因子，干細胞等附加物)作為假體粗糙表面上面的涂層，增加骨傳導、骨誘導、骨再生，以加速或加強骨組織在假體表面的附著，進一步提高“骨長上”的性能。

另外，有時鈦絲或鈦珠等可以用燒結或擴散焊等方法在假體(如髖臼杯/股骨柄)的表面形成多孔性的涂層。或者，用金屬3D打印增材制造工藝、氣相沉淀工藝等等，預先制作出具有多孔結構的薄片1，然后用擴散焊的方式把薄片1與假體的實心基底2結合起來，如圖1所示。這些方式為假體提供了多孔性的表面，與假體接觸的骨組織能夠再生，新的骨組織填充于互相貫通的多孔結構里，達到了“骨長入”假體的效果。但是，這些工藝都有一個不可避免的后果，就是基底的力學強度會大幅降低，從而提高了假體斷裂的風險，特別是當假體(比如股骨柄)受到彎曲扭矩或拉伸應力情況下，容易斷裂。所以，如何可靠牢固地把一個多孔性結構與其基底結合，同時保證基底力學性能不受太明顯的影響成為一個工藝難點。

相對而言，焊接工藝對基底的力學性能影響較低。但是，當多孔性結構的孔隙率很高時(50％)，互相連接的支架占比較低，而且薄弱；支架之間形成大量孔隙。這樣的高孔隙率結構無論用金屬3D打印增材制造工藝實現，還是通過燒結等方式實現，在直接用激光焊接對多孔性結構和基底進行連接時，只要激光束有效直徑接近甚至大于支架寬度時，激光能量可能直接擊斷支架結構，打透多孔性結構，無法對多孔性結構的支架和基底支架實現焊接連接。又或者，當采用滲透焊對多孔性結構和基底進行連接時，由于必須處于高溫高壓的工藝條件下，基底結構的強度會大幅降低。

發明內容

本發明提供一種多孔性結構和基底的有效連接方法，可以保持基底力學性能，適合于制成各種人工植入假體，從而使假體基于覆在基底表面的多孔性結構而具備優良的骨長入性能。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種多孔性結構和基底的連接方法，其包含：

設置復合體，所述復合體預先連接有第一多孔性結構與中間體；

設置基底，將所述基底與中間體相連接，實現復合體與基底的連接。

可選地，所述中間體是實心結構，或者是第二多孔性結構；