专利名称：一种仿生人骨支架微孔模型的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种仿生人骨支架微孔模型。
背景技术：
随着社会文明进步和经济发展，人民生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复 事业格外重视。与此同时，社会人口老龄化，交通工具大量涌现，生活节奏加快，疾病、自然 灾害、事故工伤的频繁发生和局部战争等，导致人类意外伤害剧增。目前战争、交通事故、工 伤、运动创伤、疾病和自然灾害等原因造成的骨折、骨缺损和骨缺失伤患人数全世界每年达 几百万，而当前骨修复生物医用材料及制品，与自然人骨相差较大，表现出生物活性与功能 特性差，使用寿命短，需要多次手术更换等问题。因此，研究与人骨相似的仿生人造骨材料 具有重要的科学意义与社会价值，市场应用前景广阔。 人工骨生物力学性能与骨的微观几何结构有着重要关系，目前，微孔晶胞模型具 有连通、可控等优点，是人工骨仿生微观结构的较好选择，可用微孔晶胞模型重建密质骨和 松质骨。目前仿生人造骨常用的内部微观结构有6种晶胞形式(l)开口杆状网络模型；(2) 带孔板框架模型；(3)蜂窝结构模型；(4)平行板状结构模型；(5)封闭的中间开球孔单胞 模型；(6)封闭的中间开棱柱孔单胞模型。虽然这几种模型可以在某些情况下反映骨的结 构力学特性，但存在很多缺陷，不能直接应用于仿生骨的加工。如生物力学性能与人体自然 骨相差较大，微孔结构不利于组织长入，难于形成骨性连接，导致植入人骨连接不可靠等。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种使得仿生人骨的微孔支架具有有利于粘附附着 的表面，足够大足够多的孔，并且内部三维相通，生物力学性能与人骨相近似的仿生人骨支 架微孔模型。 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括仿生人骨支架本体，所说的 仿生人骨支架本体采用板型单元模型或圆柱单元模型结构，且仿生人骨支架本体内均设置 有球形空腔，所说的板型单元模型结构自下面上分为三层，圆柱单元模型结构自外向内分 为三层且在各层之间设置有骨板，所说的第一层球形空腔的半径为0. 52mm，第二层球形空 腔的为0. 51mm，第三层球形空腔的半径为0. 50mm，且球形空腔的边缘入口的直径为0. 5mm。 本实用新型骨板的厚度为0. 2mm。 本实用新型根据天然人骨微观结构的特点及仿生人骨生物力学性能的要求，设计 出一种中间设置球形空腔，边缘入口的直径为0. 5mm模型结构，板型与圆柱形梯度微孔人 骨单元模型，该两种单元模型孔隙率为56 60%，弹性模量为24. 14 26. 23GPa，完全符 合人骨的生物特性要求。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；[0009] 图2是本实用新型实施例2的结构示意图； 图3是本实用新型球形空腔2的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理作进一步详细说明。 实施例l，参见图l，本实用新型包括板型单元模型结构的仿生人骨支架本体l，且 仿生人骨支架本体l内均设置有球形空腔2，板型单元模型结构的仿生人骨支架本体1自下 面上分为三层，第一层球形空腔的半径为0. 52mm，第二层球形空腔的为0. 51mm，第三层球 形空腔的半径为0. 50mm，且球形空腔2的边缘入口的直径为0. 5mm。 实施例2，参见图2，本实用新型包括圆柱单元模型结构的仿生人骨支架本体l，且 仿生人骨支架本体l内均设置有球形空腔2，圆柱单元模型结构的仿生人骨支架本体1自外 向内分为三层且在各层之间设置有骨板3，所说的第一层球形空腔的半径为0. 52mm，第二 层球形空腔的为0. 51mm，第三层球形空腔的半径为0. 50mm，且球形空腔2的边缘入口的直 径为0. 5mm，骨板3的厚度为0. 2mm。 参见图3，本实用新型根据自然人骨的微观结构，结合目前已有的人骨内部微观结 构的6种仿生晶胞型式，演化出了中间设置球形空腔2，边缘入口 4为圆柱孔的球柱贯通孔 晶胞模型结构。 本实用新型利用晶胞模型，设计出人骨在承载方向可控梯度微孔的人骨单元的两 种模型结构，板型结构与圆柱型结构。 该两种单元模型孔隙率为56 60%，弹性模量为24. 14 26. 23GPa，完全符合人 骨的生物特性要求。
权利要求一种仿生人骨支架微孔模型，包括仿生人骨支架本体(1)，其特征在于所说的仿生人骨支架本体(1)采用板型单元模型或圆柱单元模型结构，且仿生人骨支架本体(1)内均设置有球形空腔(2)，所说的板型单元模型结构自下面上分为三层，圆柱单元模型结构自外向内分为三层且在各层之间设置有骨板(3)，所说的第一层球形空腔的半径为0.52mm，第二层球形空腔的为0.51mm，第三层球形空腔的半径为0.50mm，且球形空腔(2)的边缘入口(4)的直径为0.5mm。
2. 根据权利要求l所述的仿生人骨支架微孔模型，其特征在于所说的骨板(3)的厚 度为0. 2mm。
专利摘要一种仿生人骨支架微孔模型，包括仿生人骨支架本体，所说的仿生人骨支架本体采用板型单元模型或圆柱单元模型结构，且仿生人骨支架本体内均设置有球形空腔，所说的板型单元模型结构自下面上分为三层，圆柱单元模型结构自外向内分为三层且在各层之间设置有骨板，且球形空腔的边缘入口的直径为0.5mm。本实用新型根据天然人骨微观结构的特点及仿生人骨生物力学性能的要求，设计出一种中间设置球形空腔，边缘入口的直径为0.5mm模型结构，板型与圆柱形梯度微孔人骨单元模型，该两种单元模型孔隙率为56～60％，弹性模量为24.14～26.23GPa，完全符合人骨的生物特性要求。
文档编号A61F2/28GK201510378SQ20092003454
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者党新安, 封彦峰, 张昌松, 杨立军 申请人:陕西科技大学