[实用新型]一种碳纤维复合材料人工气管支架

说明书

本实用新型公开了一种碳纤维复合材料人工气管支架，其由多个C形气管支架单元组装形成连续的侧壁带有轴向缺口的镂空管状结构；C形气管支架单元的主体为U形或梨形的带状结构，且其由碳纤维/碳复合材料基体及其表面的碳涂层构成。该气管支架具有良好的生物相容性和力学性能，且与软骨具有相类似的弹性模量，在与自体气管端口接合时，生物力学性能吻合度高，可实现生物学固定，特别是其类似于气管软骨环结构，通过C形开口，在呼吸过程中可收可张，满足生理学功能，且具有连续的镂空管状结构，稳定性好，可以实现轴向伸缩。

技术领域

本实用新型涉及一种人工气管支架，特别涉及一种由碳纤维复合材料构成的具有连续结构的人工气管支架，属于生物结构修复技术领域。

背景技术

临床上因肿瘤、外伤等导致较长气管的切除，采用人工材料进行重建已成为必然趋势。但是，由于气管组织环境的复杂性对替代物要求较多，对人工气管材料提出了诸多挑战，如移植于体内无法与机体达到生物学融合固定，端口连接不当而伴发脱落、泄漏、狭窄或梗塞等，在呼吸过程中的气管扩张与收缩功能复原等。

现有技术中，中国专利(CN 100428919 C)公开了一种人工气管，以聚四氟乙烯多孔气管假体作为气管主体，结合钛环实现端部连接。钛环与自体骨存在较大的弹性模量差异，将导致自体组织的萎缩而导致吻合口裂开。中国专利(CN 105056302 B)公开了一种人工气管，其采用的是3D打印制成镂空管状的定型结构，也面临着端部固定的问题，同时也无法实现呼吸过程中的气管扩张与收缩。中国专利(CN 105055060 B)公开了一种采用聚己内酯(PCL)为C型环的气管支架。其存在PCL降解后气管的管状结构消失后减弱而带来的继续狭窄或失效。

实用新型内容

针对现有技术中的人工气管支架存在的缺陷，本实用新型的目的是在于提供一种碳纤维复合材料人工气管支架，该气管支架由碳纤维/碳复合材料构成，具有良好的生物相容性和力学性能，且与软骨具有相类似的弹性模量，在与自体气管端口接合时，生物力学性能吻合度高，可实现生物学固定，特别是其类似于气管软骨环结构，通过C形开口，在呼吸过程中可收扩，满足生理学功能，且具有连续的镂空管状结构，稳定性好，具有轴向伸缩性能。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种碳纤维复合材料人工气管支架，其由多个C形气管支架单元通过C形气管支架单元的两端按照Z形或V形顺次连接组装形成连续的侧壁带有轴向缺口的镂空管状结构；所述C形气管支架单元的主体为U形或梨形的带状结构；所述带状结构由碳纤维/碳复合材料基体及其表面的碳涂层构成。

作为一个优选的技术方案，所述C形气管支架单元的两端分别为首端和尾端，第一个C形气管支架单元的尾端与第二个C形气管支架单元的尾端连接，第二个C形气管支架单元的首端与第三个C形气管支架单元的首端连接，依此类推，多个C形气管支架单元按照Z形或V形顺次连接组装形成连续的侧壁带有轴向缺口的镂空管状结构，或者，第一个C形气管支架单元的尾端与第二个C形气管支架单元的首端连接，第二个C形气管支架单元的尾端与第三个C形气管支架单元的首端连接，依此类推，多个C形气管支架单元按照Z形或V形顺次连接组装形成连续的侧壁带有轴向缺口的镂空管状结构。C形气管支架单元为对称结构，指定其任意一端为首端，另一端为尾端，C形气管支架单元之间按照“-首尾-首尾-首尾-”的方式固定连接或者按照“-首尾-尾首-首尾-”的方式固定连接成连续结构，在管轴上提供支撑，可为前期修复时提供支架整体协调性及提高稳定性，且赋予了更好的伸缩支撑性能。且C形气管支架单元按照Z形或V形组装，可实现人体活动中轴向的伸缩支撑。

作为一个优选的技术方案，由4～20个C形气管支架单元通过C形气管支架单元的两端按照Z形或V形顺次连接组装形成连续的侧壁带有轴向缺口的镂空管状结构，且相邻两个C形气管支架单元之间的节距为5mm～15mm。C形气管支架单元的个数根据实际需要来进行组装。

作为一个优选的技术方案，所述带状结构厚度为0.5mm～2.0mm，宽度为3mm～10mm。其厚度设计接近于气管壁厚，而宽度设计有利于根据实际需要组装成实际长度。