[發明專利]一種可降解多孔金屬骨釘及其增材制造方法

在審

• 申請號: 202211245935.7
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115635082A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 李亞庚;王魯寧
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22F5/10
• 分類號: B22F5/10;B22F10/28;B22F10/66;B22F10/68;B33Y10/00
• 代理公司: 重慶信必達知識產權代理有限公司 50286
• 代理人: 劉竹

本發明提供一種可降解多孔金屬骨釘及其增材制造方法，涉及醫療器械領域。該可降解多孔金屬骨釘及其增材制造方法，包括空心螺桿，所述空心螺桿的內部固定設置有多個多孔結構，所述空心螺桿的上端固定設置有螺帽，所述空心螺桿的下端固定設置有自攻鉆頭，所述自攻鉆頭的下端一側內部開設有自攻槽。通過將內部設置為四面體結構或金剛石結構或gyroid極小曲面結構或多個結構混合等，可以保證結構堅固，多孔結構的設計還有利于細胞黏附增值，提高與再生組織結合強度，并且使用可降解金屬作為原材料，并且可根據鋅、鎂、鐵或鉬可降解金屬可在體內降解速率不同，制作成不同材質的金屬骨釘，用于不同部位，過程采用增材制造工藝，可精準制備復雜多孔結構骨釘。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，具體為一種可降解多孔金屬骨釘及其增材制造方法。

背景技術

金屬材料是研究最早的生物材料，它具有良好的抗拉強度和韌性，特別適合用于機體硬組織缺損修復，常用的金屬材料包括不銹鋼、鈷鉻合金、鈦合金以及鎂合金，其中不銹鋼和鈷鉻合金最早用于臨床骨科，且獲得了較好效果。

現有傳統的骨釘材料多采用鈦合金，不銹鋼等惰性金屬，彈性模量高，產生應力遮蔽，易導致骨釘松動，需要二次手術取出，造成二次感染，并且骨釘多為實心材料，與再生骨組織結合強度低，但是傳統加工手段難以加工多孔骨釘。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種可降解多孔金屬骨釘及其增材制造方法，解決了骨釘易松動，需要二次手術取出，造成二次感染，并且傳統手工難加工的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種可降解多孔金屬骨釘及其增材制造方法，包括空心螺桿，所述空心螺桿的內部固定設置有多個多孔結構，所述空心螺桿的上端固定設置有螺帽，所述空心螺桿的下端固定設置有自攻鉆頭，所述自攻鉆頭的下端一側內部開設有自攻槽。

優選的，一種可降解多孔金屬骨釘增材制造方法，具體包括以下步驟；

S1.選擇材料

根據需要安裝骨釘的不同部位，選擇降解速度不同的金屬粉末材料；

S2.材料加熱

將所述金屬粉末在真空干燥箱中進行加熱干燥；

S3.選擇基板

選擇與所述金屬粉末材料成分相同的合金作為基板，并對所述基板進行預熱；

S4.制作模型

通過三維制圖軟件制作出多孔金屬骨釘的三維模型；

S5.設置打印

將所述三維模型導入分層軟件中，添加支撐并進行切片處理，設置打印參數，生成打印文件，將打印文件傳輸至激光粉末床，設置所述激光粉末床的熔融打印參數并進行打印；

S6.打印完成

將打印完成的所述多孔金屬骨釘與所述基板分離，即可獲得所述多孔金屬骨釘成品；

S7.清洗拋光

采用鹽酸和硝酸的酒精溶液或磷酸對所述多孔金屬骨釘進行拋光處理；

S8.尖端打磨

將所述自攻鉆頭的尖端進行打磨。

優選的，所述金屬粉末材料可為鎂、鉬、鐵或鋅，且降解速率鎂1個月降解15-30％，鐵1個月降解2-10％，鋅1個月降解5-15％。

優選的，所述金屬粉末加熱干燥的溫度為60-150℃，干燥時間為3-6個小時。