專利名稱：一種仿生人骨支架微孔模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生人骨支架微孔模型。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)文明進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平日益提高，人類對(duì)自身的醫(yī)療康復(fù) 事業(yè)格外重視。與此同時(shí)，社會(huì)人口老齡化，交通工具大量涌現(xiàn)，生活節(jié)奏加快，疾病、自然 災(zāi)害、事故工傷的頻繁發(fā)生和局部戰(zhàn)爭等，導(dǎo)致人類意外傷害劇增。目前戰(zhàn)爭、交通事故、工 傷、運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷、疾病和自然災(zāi)害等原因造成的骨折、骨缺損和骨缺失傷患人數(shù)全世界每年達(dá) 幾百萬，而當(dāng)前骨修復(fù)生物醫(yī)用材料及制品，與自然人骨相差較大，表現(xiàn)出生物活性與功能 特性差，使用壽命短，需要多次手術(shù)更換等問題。因此，研究與人骨相似的仿生人造骨材料 具有重要的科學(xué)意義與社會(huì)價(jià)值，市場應(yīng)用前景廣闊。 人工骨生物力學(xué)性能與骨的微觀幾何結(jié)構(gòu)有著重要關(guān)系，目前，微孔晶胞模型具 有連通、可控等優(yōu)點(diǎn)，是人工骨仿生微觀結(jié)構(gòu)的較好選擇，可用微孔晶胞模型重建密質(zhì)骨和 松質(zhì)骨。目前仿生人造骨常用的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)有6種晶胞形式(l)開口桿狀網(wǎng)絡(luò)模型；(2) 帶孔板框架模型；(3)蜂窩結(jié)構(gòu)模型；(4)平行板狀結(jié)構(gòu)模型；(5)封閉的中間開球孔單胞 模型；(6)封閉的中間開棱柱孔單胞模型。雖然這幾種模型可以在某些情況下反映骨的結(jié) 構(gòu)力學(xué)特性，但存在很多缺陷，不能直接應(yīng)用于仿生骨的加工。如生物力學(xué)性能與人體自然 骨相差較大，微孔結(jié)構(gòu)不利于組織長入，難于形成骨性連接，導(dǎo)致植入人骨連接不可靠等。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種使得仿生人骨的微孔支架具有有利于粘附附著 的表面，足夠大足夠多的孔，并且內(nèi)部三維相通，生物力學(xué)性能與人骨相近似的仿生人骨支 架微孔模型。 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括仿生人骨支架本體，所說的 仿生人骨支架本體采用板型單元模型或圓柱單元模型結(jié)構(gòu)，且仿生人骨支架本體內(nèi)均設(shè)置 有球形空腔，所說的板型單元模型結(jié)構(gòu)自下面上分為三層，圓柱單元模型結(jié)構(gòu)自外向內(nèi)分 為三層且在各層之間設(shè)置有骨板，所說的第一層球形空腔的半徑為0. 52mm，第二層球形空 腔的為0. 51mm，第三層球形空腔的半徑為0. 50mm，且球形空腔的邊緣入口的直徑為0. 5mm。 本實(shí)用新型骨板的厚度為0. 2mm。 本實(shí)用新型根據(jù)天然人骨微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及仿生人骨生物力學(xué)性能的要求，設(shè)計(jì) 出一種中間設(shè)置球形空腔，邊緣入口的直徑為0. 5mm模型結(jié)構(gòu)，板型與圓柱形梯度微孔人 骨單元模型，該兩種單元模型孔隙率為56 60%，彈性模量為24. 14 26. 23GPa，完全符 合人骨的生物特性要求。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；[0009] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型球形空腔2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 實(shí)施例l，參見圖l，本實(shí)用新型包括板型單元模型結(jié)構(gòu)的仿生人骨支架本體l，且 仿生人骨支架本體l內(nèi)均設(shè)置有球形空腔2，板型單元模型結(jié)構(gòu)的仿生人骨支架本體1自下 面上分為三層，第一層球形空腔的半徑為0. 52mm，第二層球形空腔的為0. 51mm，第三層球 形空腔的半徑為0. 50mm，且球形空腔2的邊緣入口的直徑為0. 5mm。 實(shí)施例2，參見圖2，本實(shí)用新型包括圓柱單元模型結(jié)構(gòu)的仿生人骨支架本體l，且 仿生人骨支架本體l內(nèi)均設(shè)置有球形空腔2，圓柱單元模型結(jié)構(gòu)的仿生人骨支架本體1自外 向內(nèi)分為三層且在各層之間設(shè)置有骨板3，所說的第一層球形空腔的半徑為0. 52mm，第二 層球形空腔的為0. 51mm，第三層球形空腔的半徑為0. 50mm，且球形空腔2的邊緣入口的直 徑為0. 5mm，骨板3的厚度為0. 2mm。 參見圖3，本實(shí)用新型根據(jù)自然人骨的微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合目前已有的人骨內(nèi)部微觀結(jié) 構(gòu)的6種仿生晶胞型式，演化出了中間設(shè)置球形空腔2，邊緣入口 4為圓柱孔的球柱貫通孔 晶胞模型結(jié)構(gòu)。 本實(shí)用新型利用晶胞模型，設(shè)計(jì)出人骨在承載方向可控梯度微孔的人骨單元的兩 種模型結(jié)構(gòu)，板型結(jié)構(gòu)與圓柱型結(jié)構(gòu)。 該兩種單元模型孔隙率為56 60%，彈性模量為24. 14 26. 23GPa，完全符合人 骨的生物特性要求。
權(quán)利要求一種仿生人骨支架微孔模型，包括仿生人骨支架本體(1)，其特征在于所說的仿生人骨支架本體(1)采用板型單元模型或圓柱單元模型結(jié)構(gòu)，且仿生人骨支架本體(1)內(nèi)均設(shè)置有球形空腔(2)，所說的板型單元模型結(jié)構(gòu)自下面上分為三層，圓柱單元模型結(jié)構(gòu)自外向內(nèi)分為三層且在各層之間設(shè)置有骨板(3)，所說的第一層球形空腔的半徑為0.52mm，第二層球形空腔的為0.51mm，第三層球形空腔的半徑為0.50mm，且球形空腔(2)的邊緣入口(4)的直徑為0.5mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的仿生人骨支架微孔模型，其特征在于所說的骨板(3)的厚 度為0. 2mm。
專利摘要一種仿生人骨支架微孔模型，包括仿生人骨支架本體，所說的仿生人骨支架本體采用板型單元模型或圓柱單元模型結(jié)構(gòu)，且仿生人骨支架本體內(nèi)均設(shè)置有球形空腔，所說的板型單元模型結(jié)構(gòu)自下面上分為三層，圓柱單元模型結(jié)構(gòu)自外向內(nèi)分為三層且在各層之間設(shè)置有骨板，且球形空腔的邊緣入口的直徑為0.5mm。本實(shí)用新型根據(jù)天然人骨微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及仿生人骨生物力學(xué)性能的要求，設(shè)計(jì)出一種中間設(shè)置球形空腔，邊緣入口的直徑為0.5mm模型結(jié)構(gòu)，板型與圓柱形梯度微孔人骨單元模型，該兩種單元模型孔隙率為56～60％，彈性模量為24.14～26.23GPa，完全符合人骨的生物特性要求。
文檔編號(hào)A61F2/28GK201510378SQ20092003454
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者黨新安, 封彥峰, 張昌松, 楊立軍 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)