专利名称：一种具有自抗菌作用的人工假体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有自抗菌作用的人工假体，属于先进制造和组织工程技术交叉 领域。
背景技术：
随着世界人口老龄化程度的加剧和因参加激烈运动而受伤的人数越来越多，人工 假体特别是人工关节的需求量越来越大。据不完全统计，全世界因各种疾病需要更换关节 的人数为4000 6000万，而目前每年的关节置换量约120万例，与实际需求相差甚远。据 估计我国每年需要置换的关节的患者每年达到30余万例，而实际年置换不到3万例。目前 其主要材料分为金属材料、陶瓷材料和高分子材料。其中，钛及钛合金具有优良的耐腐蚀 性、生物相容性、比强度高等性能，是非常理想的承载力的植入物金属材料，近些年发展迅 速。目前常用的金属植入物制造方法有消失模铸造、锻造和机加工等方法。另一方面，人工假体植入后，往往会在植入部位发生炎症，产生植入感染。银具有 很好的抗菌消炎作用。可以杀死几乎所有的细菌、病毒、真菌等微生物，而对对人体正常细 胞无害。银对于烧伤和其它伤口，具有非常显著的抗菌消炎的效果，而且银离子对治疗胃 炎、疟疾、寄生虫感染、牛皮癣、眼部、耳部及口腔感染、酵母菌感染均有很好的效果。各种含 银添加材料诸如纤维、陶瓷和金属已得到了应用。以钛及钛合金为代表采用传统方法制造的人工假体存在如下问题(1)人工假体 尺寸单一或型号较少，不能实现与每位患者均匹配的效果，植入后会给患者带来很大的痛 苦；(2)钛及钛合金等金属人工假体的内部结构简单，弹性模量是人自然骨的4 10倍，容 易产生“应力屏蔽”，导致植入物的松动，降低人工假体的使用寿命甚至造成手术失败；(3) 钛及钛合金等金属人工假体没有进行表面处理，植入人体后容易产生炎症，患者需要服用 大量抗菌、消炎药物甚至手术，给患者带来很多不便与痛苦。
发明内容针对上述人工假体的不足及缺陷，本发明提出了一种具有自抗菌作用的人工假 体，具有个性化，弹性模量接近人体自然骨，抗菌消炎的特点，很大程度上减轻了患者的痛 苦，提高了其生活质量。本实用新型，其特征在于该人工假体外形尺寸与患者匹配，人工假体内部为孔洞 结构，表面为孔隙结构并具有含银的复合涂层。所述人工假体外形尺寸与患者匹配是指根据患者的CT或者MRI影像制作出符合 患者特征的人工假体三维CAD模型，采用快速成形技术直接制造出外形尺寸与患者匹配的 人工假体。所述的内部孔洞结构为人工假体内部含有大量孔洞，降低人工假体的弹性模量， 与患者自然骨弹性模量匹配。所述的表面孔隙结构为人工假体表面具有数百微米特征尺寸的孔隙，植入人体后有利于细胞的长入和人工假体的长期固定。所述的含银复合涂层为采用银离子注入方式获得银离子涂层或者表面沉积方式 获得含银羟基磷灰石涂层，涂层厚度在微米量级，复合涂层不会影响表面的孔隙结构。本发明提供的具有自抗菌作用人工假体与现有技术制造的人工假体相比具有以 下优点(1)该人工假体尺寸根据患者影像快速制造，与患者匹配性良好，大大减少了患者 的痛苦；(2)人工假体内部为孔洞结构，可以降低人工假体的弹性模量，与人体自然骨匹 配，使压力由植入物有效地传递给周围组织，降低或消除“应力屏蔽”造成的不良影响，表面 为孔隙结构，适于细胞长入，能够对植入物起到组织固定的作用；(3)人工假体表面采用银离子注入或沉积工艺得到含银的复合涂层，具有抗菌消 炎作用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为一种具有自抗菌作用的人工假体示意图；图2为人工假体表面的局部A放大示意图。
具体实施方式
以下结合附
图1、图2对本实用新型做详细说明，但不作为对本实用新型的限定。 一种具有自抗菌作用的人工假体，根据患者的CT或者MRI影像制作出符合患者特征的人工 假体三维CAD模型，采用快速成形技术直接制造出外形尺寸与患者匹配的人工假体，该人 工假体外形尺寸与患者匹配；人工假体内部为孔洞结构(1)，降低人工假体的弹性模量，与 患者自然骨弹性模量匹配；人工假体表面具有数百微米特征尺寸的孔隙(3)，植入人体后 有利于细胞的长入、人工假体的长期固定；并具有含银的复合涂层(2)，采用银离子注入方 式获得银离子涂层或者表面沉积方式获得含银羟基磷灰石涂层，涂层厚度在微米量级，复 合涂层不会影响表面的孔隙结构。
权利要求一种具有自抗菌作用的人工假体，其特征在于该人工假体外形尺寸与患者匹配，材料为钛合金，人工假体内部为孔洞结构(1)，表面为孔隙结构(3)并具有含银的复合涂层(2)。
2.根据权利要求1中所述的具有自抗菌作用的人工假体，其特征在于，所述的内部孔 洞结构为人工假体内部含有大量孔洞。
3.根据权利要求1中所述的具有自抗菌作用的人工假体，其特征在于，所述的表面孔 隙结构为人工假体表面具有数百微米特征尺寸的孔隙。
4.根据权利要求1中所述的具有自抗菌作用的人工假体，其特征在于，所述的含银复 合涂层为采用银离子注入方式获得银离子涂层或者表面沉积方式获得含银羟基磷灰石涂 层，涂层厚度在微米量级。
专利摘要本实用新型涉及一种具有自抗菌作用的人工假体，属于先进制造和组织工程技术交叉领域。该人工假体外形尺寸可以与患者实现个性化匹配；材料为钛合金，其内部为孔洞结构，可以有效降低人工假体的弹性模量，与患者自然骨匹配；表面为孔隙结构并具有含银的复合涂层，有利于细胞的长入并具有自抗菌作用。
文档编号A61F2/30GK201664435SQ20102013156
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者关振鹏, 刘丰, 单忠德, 曹永平, 葛子钢, 陆伟 申请人:机械科学研究总院先进制造技术研究中心;北京大学人民医院;北京大学第一医院;北京大学