[發明專利]一種多孔金屬與PEEK復合的植入關節假體與制備方法

在審

• 申請號: 202011309452.X
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112274299A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉飛;謝海瓊;張凱飛
• 申請（專利權）人: 重慶熙科醫療科技有限公司
• 主分類號: A61F2/30
• 分類號: A61F2/30;A61F2/42
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明公開了一種多孔金屬與PEEK復合的植入關節假體與制備方法，包括骨融合端、注塑密封板和大孔隙端，骨融合端的多個固定柱和微孔隙層連接，支撐板和微孔隙層連接，大孔隙端的大孔層設置在微孔隙層的一側，PEEK層覆蓋大孔層。通過多個固定柱和宿主骨鉆出的孔配合以提供初始固定，在固定柱的一端設置有微孔隙層，使得可以降低金屬植入體的彈性模量，避免應力遮蔽，另外連通的微孔隙為骨組織長入提供空間；大孔層由鈦合金、鈷鉻鉬合金、鉭合金制成，上面開有多個孔，方便注塑時熔化的PEEK材料進入連通孔隙，形成兩種材料的相互嵌入式固定，從而有效提升植入體的骨傳導性和成骨能力，延長植入體的使用壽命。

技術領域

本發明涉及骨科關節制造領域，尤其涉及一種多孔金屬與PEEK復合的植入關節假體與制備方法。

背景技術

針對關節骨缺損、骨病變、骨壞死等疾病，主要的方式是采用關節假體植入融合的方式進行修復。

現有的關節假體主要采用聚醚醚酮(PEEK)和合金材料作為植入假體，然而，PEEK材料的疏水性使得細胞在上面的吸附能力弱，骨整合能力差，其生物惰性難以實現與宿主骨結合，降低了植入物的初始固定和長期穩定性；合金材料包括鈦合金、骨骼鉬合金、鉭合金在內的醫用金屬材料具有良好的生物相容性、優異的力學性能，是骨科植入體的常用材料，但其彈性模量遠超過生物自然骨，易造成應力遮蔽，使骨組織生長缺乏應力刺激和力傳導，不利于植入后的生物固定；將金屬材料作為關節植入體，也會因為彈性模量不匹配，使自然骨關節發生退化，對長期植入造成不利影響。

因此，現有的關節假體穩定性和生物相容性不夠，使得在承受長時間的生活日常運動后容易失去效果，從而使得植入體的使用壽命較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多孔金屬與PEEK復合的植入關節假體與制備方法，旨在解決現有的關節假體穩定性和生物相容性不夠使得關節假體容易失效的問題。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種多孔金屬與PEEK復合的植入關節假體，包括骨融合端、注塑密封板和大孔隙端，所述骨融合端包括固定柱、微孔隙層和支撐板，所述固定柱的數量有多個，多個所述固定柱與所述微孔隙層固定連接，并位于所述微孔隙層的一側，所述支撐板與所述微孔隙層固定連接，并位于所述微孔隙層遠離所述固定柱的一側，所述注塑密封板與所述支撐板固定連接，并位于所述支撐板遠離所述微孔隙層的一側，所述大孔隙端包括PEEK層和大孔層，所述大孔層與所述注塑密封板固定連接，并位于所述注塑密封板遠離所述支撐板的一側，所述PEEK層與所述大孔層固定連接，并覆蓋所述大孔層，PEEK為聚醚醚酮。

其中，所述微孔隙層的孔隙大小為0.25-0.8mm、孔隙率50％-80％。

其中，所述固定柱的直徑為6-12mm。

其中，所述大孔層的孔隙大小為0.4-1mm，孔隙率60％-90％。

第二方面，本發明還提供一種多孔金屬與PEEK復合的植入關節假體的制備方法，包括：基于宿主骨組織采用梯度多孔設計微孔隙層；根據骨組織強度要求設計多根固定柱；采用金屬材料基于3D打印制造骨融合端；將注塑密封板和大孔層與骨融合端固定形成植入體；基于骨關節模型制造PEEK層模具將植入體放入PEEK層模具注塑。

其中，所述金屬材料包括Ti₆Al₄V、純鈦、鈷鉻鉬合金、鉭合金。

其中，所述基于宿主骨組織采用梯度多孔設計微孔隙層的具體步驟是：通過CT或MRI獲取宿主骨融合區域的孔隙形態和孔隙大小；將該孔隙分布映射為多孔植入體的微孔隙層參數。

其中，所述骨組織強度要求設計多根固定柱的具體步驟是：獲取宿主骨的三維模型；基于三維模型設計固定柱的傾角；基于三維模型設計固定柱的直徑和數量。