专利名称：一种多孔股骨头内支撑架的制作方法
技术领域：
本实用新型属于人体植入物，尤其涉及股骨头内支撑架的结构。
背景技术：
股骨头坏死的常用治疗方法为髓芯减压术。为防止髓芯减压术所形成的骨缺损和股骨颈薄弱导致加速股骨头塌陷，人们在股骨头内部植入支撑物以提供支撑力。这种植入物被称为股骨头内支撑架。理想的股骨头内支撑架，在其表面和架身内部都应当具有与人体骨组织相近似的多孔结构，利于骨组织向支架体内生长，实现与骨组织良好结合。目前市售的股骨头内支撑架多为机械加工方法制造，其孔隙率和孔径大小、孔隙布局远不能达到理想要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种多孔股骨头内支撑架，其孔隙适于骨组织向支撑架内生长，同时具有良好的股骨头内永久结构性支撑力，减小或消除因弹性模量差引起的应力屏障。本实用新型采用“选择性激光烧结技术”，按照计算机制图软件设计的模型，再经计算机分层软件分层后，控制激光光束对金属粉末进行扫描烧结，完成多孔股骨头内支撑架的制作。本实用新型多孔股骨头内支撑架其实质为多孔结构，其微观结构是由形状相同或近似的小单元体叠加构成，每个小单元体是由12条棱构成的六面框架体，其中4条棱构成一个矩形面，由8条棱构成的两个矩形面位置上下相对，两面平行；在上下两个矩形面之间有竖置的4条棱；在每个六面框架单元体中，构成上下两个矩形面的8条棱称作横梁，支撑两个矩形面的4条竖置棱称作纵柱。所述梁和柱的截面形状可以是矩形或圆形。优选组合为，8条横梁的截面均为矩形，4根纵柱的截面均为圆形。作为优化，构成一个单元体的12条棱等长，所有“梁-梁”或“梁-柱”结合处均为直角，构成正六面框架，在三维方向上各有四条棱平行走行，长短一致。由无数矩形六面框架单元体叠加构成本实用新型股骨头内支撑架的实质。本实用新型股骨头内支撑架宏观切面孔隙率为30%-70%,优选孔隙率为45%-55%,孔隙尺寸为 300-800 μm0本实用新型股骨头内支撑架为改善器件表面的平整度，为使边角处形状规矩，在设计、加工时对所涉及的单元体采用压缩或拉伸的方法畸变单元框架，在达到表面平整的同时保持单元格的完整，不出现断棱端。本实用新型多孔股骨头内支撑架微米级的孔隙，在保证支撑架足够强度的同时， 架体表面凹凸有致，架体内部规矩的多孔结构为骨组织生长提供了空间，其孔隙的大小和分布适合骨组织生长需要。
图1为本实用新型股骨头内支撑架成品形状图；图2为本实用新型股骨头内支撑架一个实施例微观单元梁柱结构示意图；图3为本实用新型股骨头内支撑架另一个实施例微观单元梁柱结构示意图。图中标号所表示的部件或部位为1-支撑架体部；2-支撑架头部；3-支撑架尾部；4-微观单元横梁；5-微观单元纵柱；6-微观单元梁柱交结点。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。如图1所示，本实用新型多孔股骨头内支撑架的大体结构与本申请人的在先专利申请“201010573866. 3 一种股骨头内支撑架”相同，是由头部2、体部1、尾部3三部分组成的圆柱形体，其前端头部2为半球形，体部1为圆柱形，尾部3为设有外螺纹的圆柱体。其显微结构是由结构相同的小单元体叠加构成，每个小单元体是如图2或图3所示的六面框架体。图2所示为本实用新型多孔股骨头内支撑架微观结构的一个实施例。图示为一个小结构单元，该单元是由12条棱构成的中空矩形六面框架体，每一面存在一个矩形孔。 构成上下两个平面的棱4称为横梁，有8根；两个平面之间竖置的棱5称为纵柱，有4根。 图2所示实施例中，8根横梁等长，均为方柱体，4根纵柱等长，均为圆柱体。图2所示实施例设计矩形六面框架中，梁的截面边长、柱的截面直径、侧面孔的一侧边长三者相等，均为 300-800 μ m,优选500 μ m。如此孔隙设置符合骨组织生长需要。图3所示为本实用新型多孔股骨头内支撑架微观结构的另一个实施例。其基本结构与图2所示实施例相同，不同点在于，所有12条棱，包括横梁4、纵柱5、均为圆柱形，而且等长，所组合成的矩形六面框架为正方形六面框架；梁、柱截面直径与侧面孔的边长不等； 梁柱交结点7膨隆为球形。在实际应用中，任何梁、柱均可以在方柱形与圆柱形之间进行选择。无数个如图 2或图3所示的单元框架叠加构成股骨头内支撑架的整体，其孔隙率为30-70%，孔隙尺寸 300-800 μm0对于支撑架表面和边角处所涉及的单元体，可采用压缩或拉伸的方法畸变单元框架，以取得表面的平整，同时保持单元格的完整，无断棱端。
权利要求1.一种多孔股骨头内支撑架，其特征在于，其微观结构是由形状相同或近似的小单元体叠加构成，每个小单元体是由12条棱构成的六面框架体，其中4条棱构成一个矩形面， 由8条棱构成的两个矩形面位置上下相对，两面平行；在上下两个矩形面之间有竖置的4条棱；在每个六面框架单元体中，构成上下两个矩形面的8条棱称作横梁，支撑两个矩形面的 4条竖置棱称作纵柱。
2.根据权利要求1所述的多孔股骨头内支撑架，其特征在于，构成矩形六面框架体的梁和柱的截面形状是矩形或圆形。
3.根据权利要求2所述的多孔股骨头内支撑架，其特征在于，构成矩形六面框架体的8 条梁的截面均为矩形，4根柱的截面均为圆形。
4.根据权利要求2所述的股骨头内支撑架，其特征在于，矩形六面框架体的所有梁、柱截面均为圆形，梁柱交结点膨隆为球形。
5.根据权利要求1所述的多孔股骨头内支撑架，其特征在于，构成矩形六面框架体的所有梁、柱均等长，所组成的矩形六面框架体为正方形六面框架体。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的多孔股骨头内支撑架，其特征在于，由矩形六面框架叠加构成的股骨头内支撑架宏观切面孔隙率为30% -70%，孔隙尺寸为 300-800 μm0
7.根据权利要求1所述的多孔股骨头内支撑架，其特征在于，器件表面和边角处所涉及的矩形六面框架单元体，是畸变的异型单元框架，单元格完整，无断棱端。
专利摘要本实用新型公开一种具有特定微观结构的多孔股骨头内支撑架，支撑架各部位的实质是由结构相同的单元体叠加构成，每个小单元体是由12条棱构成的矩形六面框架体。成品支撑架在具备足够强度的同时，架体表面粗糙，架体内部为规矩的多孔结构，适合骨组织生长。
文档编号A61F2/36GK202060914SQ20112009921
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者包娟娟, 吴春生, 尹晓宇, 沈龙, 邱芹 申请人:北京畅想天行医疗技术有限公司