[发明专利]一种3D打印假体及应用

说明书

本发明涉及医疗器械技术领域，提供了一种3D打印假体及应用。包括基体和涂层，其中，所述基体的表面设有凹陷区；所述涂层包括3D打印的内涂层和外涂层，所述内涂层设于所述凹陷区，所述内涂层的厚度等于所述凹陷区的深度，所述外涂层设于所述内涂层的表面，所述外涂层为锯齿状结构。本发明的有益效果在于：3D打印的骨小梁结构与传统骨小梁结构不同，更有利于骨长入及假体的中长期稳定的作用；3D打印骨小梁结构分为两层，内层为网格骨小梁结构，保留原有优势，外层锯齿状结构，增大接触面积，提高摩擦力，防止假体滑脱，利于提高假体植入前期的稳定性。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，是涉及一种3D打印假体及应用其的股骨柄和髓针假体。

背景技术

激光熔覆技术的发明为医疗器械行业加工技术带来了质的变化，把很多不可能变成了可能，把诸多困难变得简单。近年来，激光熔覆技术迅猛发展，但是在医疗行业处于空白，相信在不久的将来，激光熔覆技术就会应用到医疗器械行业。激光熔覆技术可以在不同材质的基体上进行熔覆，而且熔覆的粉末材质也可以多种多样，可以适用于人体的不同部位，适用性非常强。

人体骨小梁结构是骨皮质在松质骨内的延伸部分，在骨髓腔内呈不规则立体网格结构，起支持造血组织的作用。人体骨小梁同一位置为不均匀网格结构，不同位置结构有很大区别，同一位置不同身体状态下骨小梁结构也不相同，且人体骨小梁有拉力骨小梁和压力骨小梁之分。人体自然骨小梁结构是人类进化的结果，有深刻的生物力学原因以及细胞长入的原因。

研究表面，高的骨小梁孔隙率和联通性可以提高骨的生成水平，孔径为300-400μm时最适合骨长入，孔径为100-200μm时骨长入最快，梯度多级孔对骨髓干细胞的分化、软组织的再生有积极作用，粗糙多孔表面能很好的诱导产生异位骨，可以提高成骨细胞的粘附、增值、分化能力。研究表面，内固定微动范围小于28μm可以满足生物固定骨长入的要求，微动大于150μm时，则会在假体与骨界面产生软组织膜，影响固定效果。宏观尺度上的表面粗糙度，可以大大降低微动，利于骨长入。

股骨柄是髋关节置换必备的假体，在现代髋关节置换中已经很常见，一般采用锻造钛合金经过机加工工艺而成。股骨柄一般有水泥型和生物型，生物型股骨柄假体一般在采用表面喷砂、喷钛、喷HA或者喷钛+HA等方式，增加粗糙度并形成微孔，以便实现骨长上。髓针一般用于长骨骨干假体中，用于保持关节假体的稳定。其表面形式与股骨柄类似。现有的涂层一般在附着于假体表面，厚度只有几十微米，只能满足骨长上的要求，不能达到骨长入的要求，中长期稳定性不够好，且粘结强度低，容易脱落，脱落物会对人体造成感染的危害，且假体容易松动，需要进行二次手术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印假体及应用，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3D打印假体，包括基体和涂层，其中，所述基体的表面设有凹陷区；所述涂层包括3D打印的内涂层和外涂层，所述内涂层设于所述凹陷区，所述内涂层的厚度等于所述凹陷区的深度，所述外涂层设于所述内涂层的表面，所述外涂层为锯齿状结构。

可选实施例中，所述内涂层为骨小梁结构，所述骨小梁结构的网格孔隙率为50％～80％，孔径设置为100～400μm，厚度为0.5-1mm。

可选实施例中，所述外涂层为骨小梁结构，所述锯齿状结构的锯齿长短不一，不均匀地分布在所述内涂层表面，所述锯齿的长度为0.5-1mm，所述锯齿与所述内涂层表面的夹角度数为30°到60°。

可选实施例中，所述凹陷区的深度为1.5-2mm。

可选实施例中，所述内涂层的厚度为1.5-2mm。

可选实施例中，所述基体为采用锻造工艺生产的钛合金。

另一方面，本发明还提供了一种股骨柄假体，包括如上所述的3D打印假体。