力时发生松 脱情况。
[0091] 要注意的是，虽然本发明第七实施例以孔洞72为三角形、孔洞73为梯形且孔洞74 为由三角形（或梯形）与矩形所组合成的几何形状为例进行说明，但本发明并未限定于此。 相对地，本发明实施例的孔洞的形状与沟槽71配合，以形成多个外力承受区75,这些外力 承受区75须包括一第一子区域751于第一方向D1上延伸，且包括一第二子区域752与第 一子区域751的夹角介于0至45度。若夹角（第一夹角0 1)大于45度，则仿生固定装置 7的弹性模数将明显增加。
[0092] 此外，本发明第七实施例的仿生固定装置7也可包括一螺纹部91。螺纹部91环绕 于仿生固定装置7的表面，且螺纹部91与挠性部70为一体成型。
[0093] 本发明上述各实施例，皆可以积层制造（Additive Manufacturing, AM)制作工艺， 达到上述复杂的微结构。其中无论是挠性部的沟槽，或在某些实施例中所具有的外力承受 区、螺纹部皆为一体成型。再者，本发明实施例的各种不同的形状与排列方式，也可轻易以 积层制造制作工艺完成。相对地，传统以特殊烧结或表面涂布制作工艺，再以激光进行表面 处理的制作工艺方法，不仅制作工艺复杂，制造成本也较高，不适于用以生产本发明实施例 的结构。
[0094] 在本发明实施例中，仿生固定装置的材质可为金属、合金、陶瓷或高分子生医材 料。在某些实施例中，仿生固定装置也可为一中空结构。此中空结构可搭配挠性部的沟槽， 制造出更适合生物细胞或组织生长的环境。
[0095] 要注意的是，在上述实施例中，并未限定沟槽的深度，当仿生固定装置也为一中空 结构，沟槽可直接深入至仿生固定装置的中空部分。也就是说，沟槽也可形成为条状的贯 孔，自挠性部的表面贯穿至中空部分。但本发明并未限定于此，沟槽与中空部分也可具有一 间距，使沟槽与中空部分彼此不相连。
[0096] 本发明实施例的仿生固定装置可应用于生物体中各种不同部位的固定。举例来 说，可应用于人工牙根、椎体钉、人工椎间盘（Artificial Disc)、骨髓内钉或单纯作为骨钉 使用。由于本发明可以积层制造制作工艺制造仿生固定装置，因此可简单地依据应用于生 物体的不同部位，而有对应的结构设计。
[0097] 承上述实施例与实验说明，本发明实施例的仿生固定装置，相较于已知例如是骨 钉等固定结构具有高弹性模数，通过形成于挠性部上的沟槽，可防止应力集中及应力遮蔽， 能有效避免因承受的外力过大使生物体产生组织凹陷、坏死、磨损，或植入物发生松脱情 况。
[0098] 此外，本发明上述各实施例，皆可以积层制造（Additive Manufacturing, AM)制作 工艺，达到上述复杂的微结构。其中无论是仿生固定装置的挠性部、螺纹部与外力承受区等 结构皆为一体成型。再者，本发明实施例的各种不同的孔洞大小、形状与排列方式，也可轻 易以积层制造制作工艺完成。相对地，传统以特殊烧结或表面涂布制作工艺，再以激光进行 开孔的制作工艺方法，不仅制作工艺复杂，制造成本也较高，不适于用以生产本发明实施例 的结构。
[0099] 积层制造（AM)还具有快速原型（Rapid Prototyping, RP)、快速制造（Rapid Manufacturing, RM)或3D打印（3D Printing)等称呼,2009年由美国材料试验协 会（American Society for Testing and Materials， ASTM)进行正名为积层制 造。研究学者将积层制造分成七大类型，如下表一所示，包含：光聚合固化技术（Vat Photopolymerization)、材料喷涂成型技术（Material Jetting)、黏着剂喷涂成型技术 (Binder Jetting)、材料挤制成型技术（Material Extrusion)、粉体溶化成型技术（Powder Bed Fusion)、叠层制造成型技术（Sheet Lamination与直接能量沉积技术（Directed Energy Deposition)〇
[0100]
【主权项】
1. 一种仿生固定装置，包括： 挠性部，包括至少一沟槽，该沟槽位于该挠性部的表面，且具有第一端与第二端，该第 一端与该第二端之间具有一间距，其中该沟槽分散施加于该仿生固定装置的外力。
2. 如权利要求1所述的仿生固定装置，其中该沟槽在一第一平面上沿着一轨迹，在该 挠性部的表面延伸，该第一平面垂直于该仿生固定装置的一受力方向。
3. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该轨迹为一弧度小于2 π的弧线。
4. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该轨迹为一沿着弧度O至π的弧线。
5. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该轨迹为一沿着弧度π/2至3π/2的弧 线。
6. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该轨迹为一沿着弧度π至2π的弧线。
7. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该轨迹为一沿着弧度-π/2至π/2的弧 线。
8. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该沟槽在一第二平面上沿着一第一方向， 在该挠性部的表面延伸，该第二平面垂直于该第一平面，且该第一方向垂直于该受力方向。
9. 如权利要求8所述的仿生固定装置，还包括多个该沟槽，其中至少一该沟槽在该第 二平面上沿着一第二方向，在该挠性部的表面延伸，该第二方向垂直于该受力方向且与该 第一方向相反。
10. 如权利要求9所述的仿生固定装置，还包括至少一该沟槽在该第二平面上沿着一 第三方向，在该挠性部的表面延伸，该第三方向垂直于该受力方向、该第一方向与该第二方 向。
11. 如权利要求8所述的仿生固定装置，还包括多个该沟槽，其中至少一该沟槽在该挠 性部的表面上呈π字型。
12. 如权利要求2所述的仿生固定装置，其中该沟槽在一第二平面上沿着一第四方向， 在该挠性部的表面延伸，该第二平面垂直于该第一平面，且该第四方向平行于该受力方向。
13. 如权利要求12所述的仿生固定装置，还包括多个孔洞，该些孔洞与该沟槽使该挠 性部的表面形成多个外力承受区。
14. 如权利要求13所述的仿生固定装置，其中该些外力承受区包括第一子区域与第二 子区域，该第一子区域于一第一方向上延伸，该第一方向垂直于该受力方向，该第二子区域 与该第一子区域的夹角为一第一夹角，该第一夹角介于〇至45度。
15. 如权利要求1所述的仿生固定装置，其中该仿生固定装置的材质为金属、合金、陶 瓷或高分子生医材料。
16. 如权利要求1所述的仿生固定装置，还包括： 螺纹部，环绕于该仿生固定装置的表面，且该螺纹部与该挠性部为一体成型。
17. 如权利要求1所述的仿生固定装置，其中该仿生固定装置为一中空结构。
18. 如权利要求1所述的仿生固定装置，应用于人工牙根、椎体钉、人工椎间盘、骨髓内 钉或骨钉。
【专利摘要】本发明公开一种仿生固定装置，包括一挠性部。挠性部包括至少一沟槽，沟槽位于挠性部的表面，且具有一第一端与一第二端。第一端与第二端之间具有一间距。沟槽分散施加于仿生固定装置的应力，避免应力集中或应力遮蔽。
【IPC分类】A61B17-68
【公开号】CN104665905
【申请号】CN201410406793
【发明人】蔡佩宜, 黄志杰, 温奕泓, 沈欣欣, 林溢泓, 林得耀, 孙瑞升, 庄传胜, 陈安利, 林敬智
【申请人】财团法人工业技术研究院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年8月18日
【公告号】US20150147722