，椭圆形，方形，三 角形，多边形。多孔网络的孔形状为多面体、球体或不规则形状。多孔骨螺钉的制备原料为 可植入人体内的医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料。医用金属材料包括但不限于 钛、钛合金。
[0047] 实施例3-种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉
[0048] -种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，该多孔骨螺钉由钉头、钉体、钉帽组成；钉 体由中心实体和位于中心实体外部的三维贯通孔结构构成的多孔网络组成；多孔网络独立 于中心实体表面且环绕中心实体。三维贯通孔结构的孔径大小为900ym，孔隙率为92%， 钉体的直径为8mm。钉体的截面形状为多种：圆形、椭圆形、三角形、方形、多边形，钉体长度 范为10cm。钉帽为实体结构，截面形状多种：可为圆形，椭圆形，方形，三角形，多边形。多 孔网络的孔形状为多面体、球体或不规则形状。多孔骨螺钉的制备原料为可植入人体内的 医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料。医用金属材料包括但不限于钛、钛合金。
[0049] 实施例4 一种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉
[0050] 一种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，该多孔骨螺钉由钉头、钉体、钉帽组成；钉 体由中心实体、位于中心实体外部的三维贯通孔结构构成的多孔网络、以及位于多孔网络 表面上的螺纹组成；多孔网络独立于中心实体表面且环绕中心实体。三维贯通孔结构的孔 径大小为1100yrn，孔隙率为78%;钉体的直径为3mm。钉体的截面形状为多种：圆形、椭圆 形、三角形、方形、多边形，钉体长度为3cm。钉帽为实体结构，截面形状多种：可为圆形，椭 圆形，方形，三角形，多边形。多孔网络的孔形状为多面体、球体或不规则形状。多孔骨螺钉 的制备原料为可植入人体内的医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料。医用金属材料包 括但不限于钛、钛合金。
[0051] 实施例5 -种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉
[0052] -种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，该多孔骨螺钉由钉头、钉体、钉帽、位于钉 体表面上的修饰材料组成；所述钉体由中心实体、位于中心实体外围的三维贯通孔结构构 成的多孔网络、以及位于多孔网络表面上的螺纹组成；多孔网络独立于中心实体表面且环 绕中心实体；修饰材料附着于螺纹上和/或附着于多孔结构的孔柱上。三维贯通孔结构的 孔径大小为1500ym，孔隙率为80%，钉体的直径为7mm。钉体的截面形状为多种：圆形、椭 圆形、三角形、方形、多边形，钉体长度为9cm。钉帽为实体结构，截面形状多种：可为圆形， 椭圆形，方形，三角形，多边形。多孔网络的孔形状为多面体、球体或不规则形状。多孔骨螺 钉的制备原料为可植入人体内的医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料。医用金属材 料包括但不限于钛、钛合金。修饰材料包括但不限于：天然高分子衍生材料，如胶原、纤维 蛋白、壳聚糖；细胞生长因子，如骨形态发生蛋白（BMP)、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF)、 TOGF、VEGF;多聚赖氨酸；多肽类物质。
[0053]实施例6-种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉
[0054] -种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，该多孔骨螺钉由钉头、钉体、钉帽、位于钉 体表面上的修饰材料组成；所述钉体由中心实体、位于中心实体外围的三维贯通孔结构构 成的多孔网络、以及位于多孔网络表面上的螺纹组成；多孔网络独立于中心实体表面且环 绕中心实体；修饰材料附着于螺纹上和/或附着于多孔结构的孔柱上。三维贯通孔结构的 孔径大小为2000ym，孔隙率为85%，钉体的直径为7mm。钉体的截面形状为多种：圆形、椭 圆形、三角形、方形、多边形，钉体长度为9cm。钉帽为实体结构，截面形状多种：可为圆形， 椭圆形，方形，三角形，多边形。多孔网络的孔形状为多面体、球体或不规则形状。多孔骨螺 钉的制备原料为可植入人体内的医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料。医用金属材 料包括但不限于钛、钛合金。修饰材料包括但不限于：天然高分子衍生材料，如胶原、纤维 蛋白、壳聚糖；细胞生长因子，如骨形态发生蛋白（BMP)、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF)、 TOGF、VEGF;多聚赖氨酸；多肽类物质。
[0055]实施例7-种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉
[0056]-种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，该多孔骨螺钉由钉头、钉体、钉帽、位于钉 体表面上的修饰材料组成；所述钉体由中心实体、位于中心实体外围的三维贯通孔结构构 成的多孔网络、以及位于多孔网络表面上的螺纹组成；多孔网络独立于中心实体表面且环 绕中心实体；修饰材料附着于螺纹上和/或附着于多孔结构的孔柱上。三维贯通孔结构的 孔径大小为2500ym，孔隙率为92%，钉体的直径为7mm。钉体的截面形状为多种：圆形、椭 圆形、三角形、方形、多边形，钉体长度为9cm。钉帽为实体结构，截面形状多种：可为圆形， 椭圆形，方形，三角形，多边形。多孔网络的孔形状为多面体、球体或不规则形状。多孔骨螺 钉的制备原料为可植入人体内的医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料。医用金属材 料包括但不限于钛、钛合金。修饰材料包括但不限于：天然高分子衍生材料，如胶原、纤维 蛋白、壳聚糖；细胞生长因子，如骨形态发生蛋白（BMP)、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF)、 TOGF、VEGF;多聚赖氨酸；多肽类物质。
[0057]实施例8多孔骨螺钉的制备方法
[0058] 本实施例使用3D打印技术，以钛合金为原料制备实施例1-8中描述的多孔骨螺 钉。具体操作步骤如下：
[0059] 1)通过proe三维设计软件，在计算机中建立多孔矩阵结构构建单元的三维模型， 构建体积XYZ方向为0? 5~5mm的构建单元要素，设置孔径大小为0? 25~5mm，孔隙率为 78-92% ；
[0060] 2)依据步骤1)中的三维构建单元，通过magics三维设计软件以构建单元充填、扩 展螺钉中心部分，将螺钉中心部分生成为多孔矩阵结构；
[0061] 3)依据步骤2)中的三维模型，采用Concept laser Mlab金属材料3D打印机，打 印螺钉。工艺中条件参数设置如下：采用10~60ym正态分布的钛合金粉末，将产品打印层 厚设置为〇. 015~0. 05mm，边缘补偿设置为0. 02~0. 08mm;支持打印层厚设置为0. 015~ 0? 05mm;附加轮廓设置向内或向外1-5个，距离设置为0? 02~0?Imm;采用岛型模式，将XY 方向尺寸设置为〇. 5~10mm，角度为0~180度，XY偏移量为0~5mm，其他条件参数按照 常规设置；
[0062] 4)将步骤3)获得的打印螺钉进行热处理，在氩气保护条件下，在4小时内升温到 840度，保持2小时，然后在炉内冷却到500度取出，自然冷却到室温；
[0063] 5)将步骤4)获得的打印螺钉采用线切割，从工作平台上切下；
[0064] 6)将步骤5)获得的打印螺钉采用喷砂处理，除去打印表面粘熔的多余原材料；
[0065] 7)将步骤6)获得的打印螺钉采用超声波清洗，除去表面杂质；
[0066] 8)将上述螺钉放入环氧乙烷灭菌箱中进行灭菌，独立分装处理。
[0067] 为验证本发明实施例提供的加工参数产生的显著技术效果，发明人进行了详细的 对比实验。具体对比数据如表1所示。
[0068] 表1本实施例的加工参数与常规加工参数取得的技术效果的比较
[0069]
【主权项】
1. 一种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，其特征在于，所述骨螺钉包扩括钉头、 钉体、钉帽；所述钉体包括三维贯通孔结构构成的多孔网络；所述多孔网络的孔径为 200ym-900ym或 1100ym-2500ym，孔隙率为 78 % -92 %。
2. 根据权利要求1所述的骨螺钉，其特征在于，所述钉体包括中心实体，所述多孔网络 位于所述中心实体的外部。
3. 根据权利要求2所述的骨螺钉，其特征在于，所述多孔网络独立于所述中心实体表 面且环绕所述中心实体。
4. 根据权利要求2所述的骨螺钉，其特征在于，所述多孔网络是在所述中心实体表面 上生成的多孔面。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的骨螺钉，其特征在于，所述钉体包括位于所述多 孔网络表面上的螺纹。
6. 根据权利要求1-4中任一项所述的骨螺钉，其特征在于，所述多孔网络的孔形状是 多面体、球体或不规则形状。
7. 根据权利要求6所述的骨螺钉，其特征在于，所述多面体是正十二面体。
8. -种权利要求1所述的骨螺钉的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤 如下： 1) 通过proe三维设计软件，在计算机中建立多孔矩阵结构构建单元的三维模型，构建 单元要素，设置孔隙率、孔径尺寸； 2) 依据步骤1)中的三维构建单元，通过magics三维设计软件以构建单元充填、扩展螺 钉中心部分，将螺钉中心部分生成为多孔矩阵结构； 3) 依据步骤2)中的三维模型，采用ConceptlaserMlab金属材料3D打印机打印螺 钉； 4) 将步骤3)获得的打印螺钉进行热处理后冷却到室温； 5) 将步骤4)获得的打印螺钉采用线切割，从工作平台上切下； 6) 将步骤5)获得的打印螺钉采用喷砂处理，除去打印表面粘熔的多余原材料； 7) 将步骤6)获得的打印螺钉采用超声波清洗，除去表面杂质； 8) 将上述螺钉放入环氧乙烷灭菌箱中进行灭菌，独立分装处理。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3的工艺流程中条件参数的 设置为：采用10~60ym正态分布的钛合金粉末，将产品打印层厚设置为0.015~0.05mm， 边缘补偿设置为〇. 02~0. 08mm;支持打印层厚设置为0. 015~0. 05mm;附加轮廓设置向 内或向外1-5个，距离设置为0. 02~0.Imm;采用岛型模式，将XY方向尺寸设置为0. 5~ 10_，角度为0~180度，XY偏移量为0~5_。
10. 权利要求1所述的骨螺钉在制备修复骨组织损伤的材料中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉，该多孔骨螺钉包括钉头、钉体、钉帽。钉体包括三维贯通孔结构构成的多孔网络。本发明的多孔骨螺钉由可植入人体的医用材料制成，多孔骨螺钉上具有的三维贯通孔结构为骨细胞的长入提供了更多空间，促进了植入螺钉与人体骨组织的结合，使锚定牢固。
【IPC分类】A61L31-08, A61L31-02, A61L31-14, A61B17-86
【公开号】CN104758042
【申请号】CN201510188874
【发明人】尹博, 吴志宏, 张国伟, 邱贵兴
【申请人】吴志宏
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月20日