專利名稱：一種仿生人骨支架微孔模型的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于生物醫學材料技術領域，具體涉及一種仿生人骨支架微孔模型。
背景技術：
隨著社會文明進步和經濟發展，人民生活水平日益提高，人類對自身的醫療康復 事業格外重視。與此同時，社會人口老齡化，交通工具大量涌現，生活節奏加快，疾病、自然 災害、事故工傷的頻繁發生和局部戰爭等，導致人類意外傷害劇增。目前戰爭、交通事故、工 傷、運動創傷、疾病和自然災害等原因造成的骨折、骨缺損和骨缺失傷患人數全世界每年達 幾百萬，而當前骨修復生物醫用材料及制品，與自然人骨相差較大，表現出生物活性與功能 特性差，使用壽命短，需要多次手術更換等問題。因此，研究與人骨相似的仿生人造骨材料 具有重要的科學意義與社會價值，市場應用前景廣闊。 人工骨生物力學性能與骨的微觀幾何結構有著重要關系，目前，微孔晶胞模型具 有連通、可控等優點，是人工骨仿生微觀結構的較好選擇，可用微孔晶胞模型重建密質骨和 松質骨。目前仿生人造骨常用的內部微觀結構有6種晶胞形式(l)開口桿狀網絡模型；(2) 帶孔板框架模型；(3)蜂窩結構模型；(4)平行板狀結構模型；(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 構力學特性，但存在很多缺陷，不能直接應用于仿生骨的加工。如生物力學性能與人體自然 骨相差較大，微孔結構不利于組織長入，難于形成骨性連接，導致植入人骨連接不可靠等。

發明內容本實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，并且內部三維相通，生物力學性能與人骨相近似的仿生人骨支 架微孔模型。 為達到上述目的，本實用新型采用的技術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構，且仿生人骨支架本體內均設置 有球形空腔，所說的板型單元模型結構自下面上分為三層，圓柱單元模型結構自外向內分 為三層且在各層之間設置有骨板，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。 本實用新型骨板的厚度為0. 2mm。 本實用新型根據天然人骨微觀結構的特點及仿生人骨生物力學性能的要求，設計 出一種中間設置球形空腔，邊緣入口的直徑為0. 5mm模型結構，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是本實用新型實施例1的結構示意圖；[0009] 圖2是本實用新型實施例2的結構示意圖； 圖3是本實用新型球形空腔2的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理作進一步詳細說明。 實施例l，參見圖l，本實用新型包括板型單元模型結構的仿生人骨支架本體l，且 仿生人骨支架本體l內均設置有球形空腔2，板型單元模型結構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。 實施例2，參見圖2，本實用新型包括圓柱單元模型結構的仿生人骨支架本體l，且 仿生人骨支架本體l內均設置有球形空腔2，圓柱單元模型結構的仿生人骨支架本體1自外 向內分為三層且在各層之間設置有骨板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，本實用新型根據自然人骨的微觀結構，結合目前已有的人骨內部微觀結 構的6種仿生晶胞型式，演化出了中間設置球形空腔2，邊緣入口 4為圓柱孔的球柱貫通孔 晶胞模型結構。 本實用新型利用晶胞模型，設計出人骨在承載方向可控梯度微孔的人骨單元的兩 種模型結構，板型結構與圓柱型結構。 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構，且仿生人骨支架本體(1)內均設置有球形空腔(2)，所說的板型單元模型結構自下面上分為三層，圓柱單元模型結構自外向內分為三層且在各層之間設置有骨板(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. 根據權利要求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構，且仿生人骨支架本體內均設置有球形空腔，所說的板型單元模型結構自下面上分為三層，圓柱單元模型結構自外向內分為三層且在各層之間設置有骨板，且球形空腔的邊緣入口的直徑為0.5mm。本實用新型根據天然人骨微觀結構的特點及仿生人骨生物力學性能的要求，設計出一種中間設置球形空腔，邊緣入口的直徑為0.5mm模型結構，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A61F2/28GK201510378SQ20092003454
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者黨新安, 封彥峰, 張昌松, 楊立軍 申請人:陜西科技大學