[发明专利]用于骨修复的具有负泊松比效应的植入假体

说明书

本公开涉及一种用于骨修复的具有负泊松比效应的植入假体，植入假体包括由多个胞元在三维空间排列形成的具有负泊松比效应的多孔结构，胞元包括基体部和支撑部，基体部为由多个具有二维结构的井型支架形成的具有上表面和下表面棱柱状结构，支撑部包括第一支肋和两个第二支肋，第一支肋设置在基体部内以用于连接井型支架，第二支肋分别设置在基体部的上下表面。根据本公开，能够获得一种具有较强的断裂韧性和屈服强度以及减缓由于应力集中和应力屏蔽引起的松动现象的植入假体。

技术领域

本公开大体涉及骨科医疗器械领域，具体涉及一种用于骨修复的具有负泊松比效应的植入假体。

背景技术

骨修复置换术是一种将基于人体骨损伤处的形态、构造及功能制成的人工骨假体植入患者的骨损伤处从而代替骨损伤处，达到缓解骨损伤处的疼痛，恢复骨功能的目的。在骨修复置换术后，植入假体因力学不匹配产生的无菌松动及假体下沉仍是目前临床急需解决的问题。以髋关节假体为例，其包括臼杯、股骨头和股骨柄。其中股骨柄植入股骨髓腔内并直接与骨组织接触，承担着承力和传力的作用。股骨柄与股骨之间形成稳定、持久安全的固定，是提高其稳定性和使用寿命的关键。

为解决上述问题，目前股骨柄髓内固定方式分为骨水泥固定和生物学固定两大类，骨水泥固定通过大块填充和渗透进骨小梁形成机械交锁可以获得即刻的固定，恢复时间快，但是随着时间的推移可能因疲劳磨损产生裂纹，导致假体柄松动变得不稳定。生物学固定依靠新骨长入股骨柄微孔内形成稳定结合的方式可以大大降低疼痛和跛行的发生率，具有更好的固定效果，但是植入体与股骨模量不匹配造成的应力集中和应力屏蔽现象是植入体松动的主要原因。

发明内容

本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种能够具有较强的断裂韧性和屈服强度以及减缓由于应力集中和应力屏蔽引起的松动现象的用于骨修复的具有负泊松比效应的植入假体。

为此，本公开提供了一种用于骨修复的具有负泊松比效应的植入假体，所述植入假体包括由多个胞元在三维空间排列形成的具有负泊松比效应的多孔结构，所述多孔结构的孔隙率为65％至95％，所述胞元包括基体部和支撑部，所述基体部为由多个具有二维结构的井型支架形成的具有上表面和下表面棱柱状结构，支撑部包括第一支肋和两个第二支肋，所述第一支肋设置在所述基体部内以用于连接所述井型支架，所述第二支肋分别设置在所述基体部的上表面和下表面。在这种情况下，多孔结构能够有利于体液和营养物质在植入假体中传输，促进骨组织的再生和重建，加快愈合过程。利用多个胞元在三维空间排列形成的孔隙率为65％至95％的具有负泊松比效应的多孔结构能够减缓由于应力集中和应力屏蔽引起的松动现象。胞元包括基体部和支撑部，支撑部包括第一支肋和两个第二支肋，第一支肋设置在基体部内，第二支肋分别设置在基体部的上下表面。由此，能够获得具有较强的断裂韧性和屈服强度的植入假体。

在本公开所涉及的植入假体中，可选地，所述基体部包括侧壁区和中央区，所述侧壁区由四个二维结构的井型支架环绕形成，所述中央区包括两个二维结构的井型支架，每个井型支架连接所述侧壁区的相对的两个井型支架。由此，能够基于多个二维结构的井型支架获得具有三维结构的基体部。

在本公开所涉及的植入假体中，可选地，所述井型支架包括具有4个完全相同且呈轴对称的V型撑杆，所述V型撑杆包括1个顶点和2个端点，所述井型支架包括第一V型撑杆组和第二V型撑杆组，所述第一V型撑杆组由顶点相对且顶点之间具有第一预设距离的呈轴对称的两个V型撑杆组成，所述第二V型撑杆组由端点相对且端点之间具有第一预设距离的呈轴对称的两个V 型撑杆组成，在所述侧壁区中，相邻的两个井型支架的第一V型撑杆组的端点相互连接。由此，能够基于V型撑杆获得井型支架。

在本公开所涉及的植入假体中，可选地，在所述中央区，两个所述井型支架相互垂直且交叉连接，交叉连接点为两个井型支架的第二V型撑杆组的顶点，该第二V型撑杆组的端点连接侧壁区的井型支架的第一V型撑杆组的顶点。由此，能够基于多个二维结构的井型支架获得具有三维结构的中央区。