CN217091036U - 一种高成骨活性可装配人工骨 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高成骨活性可装配人工骨，涉及生物医用材料技术领域，本可装配人工骨通过卡合装配在一起的分体式装配结构，以及分体式结构的骨断端连接部分由外向内斜凹的设计，解决了人工骨植入前需要修整、人工骨两端与骨断端结合的牢固性差、植入后的人工骨易发生旋转或移位的问题；本实用新型还公开了将自体残余碎骨/骨泥或其他生物活性物质填充至本人工骨的模拟骨髓腔设计的孔道中，在提高本人工骨成骨活性方面的应用；本可装配人工骨与骨断端结合的牢固性好，不易移位或旋转；分体式装配结构长度与需要填补的缺损骨长度一致，不需要进行多次修整；模拟骨髓腔设计的孔道通过自体或其他成骨活性物质的填入提高了本人工骨的成骨活性。

Description

一种高成骨活性可装配人工骨

技术领域

本实用新型涉及生物医用材料技术领域，更具体地，涉及一种高成骨活性可装配人工骨。

背景技术

因创伤、感染、骨肿瘤、骨髓炎等造成的骨缺损是骨科临床常见病症及难题。目前临床上多采用自体骨、同种异体骨或异种骨进行骨缺损的修复。自体骨移植是骨缺损修复的金标准，但存在供区受限、二次手术、引发感染、供区损伤等显著缺点。而异体骨或异种骨移植又存在高感染率、排异反应等风险，这极大限制了上述修复方式的临床应用。针对这一难题，Bonfield等人于1980年提出了仿生人工骨概念，即利用无机生物陶瓷增强有机高分子复合材料。从此，仿生人工骨成为骨科及生物材料领域的研究热点之一。医疗市场上也涌现出多种具有不同组成成分和特征的人工骨产品。传统的制备方法(如气体发泡法、添加造孔剂法、颗粒烧结法、有机泡沫浸渍法等)，虽然可以制造出孔大小和孔隙率不同的人工骨，但缺乏对孔径尺寸、孔隙互连通性以及孔隙空间走向等参数的调控。

3D打印技术的应用促进了仿生人工骨的发展，3D打印技术可以实现人工骨孔隙率和孔径等参数的精确控制，为骨细胞的黏附、增殖和分化提供适宜的空间和环境，提高其对骨缺损修复的效果。但目前的3D打印多孔生物陶瓷人工骨均为带有规则多孔的规则块状、柱状或片状。临床应用时，常因产品与骨缺损长度不适配而需进行修剪或另外填充。人工骨与缺损骨相接的一端为平整的，未考虑其结合的牢固性(中国专利，申请号为201220048227.X)，植入后的人工骨容易发生旋转或移位等，无法保证植入初期稳定性而影响其使用性能。另外，目前3D打印多孔生物陶瓷人工骨的组成成份基本为羟基磷灰石(HA)、β-磷酸三钙(β-TCP)及有机高分子材料的组合，而忽略了患者自体碎骨的充分利用，3D打印的多孔生物陶瓷支架可以复合自体碎骨以增强人工骨的成骨活性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高成骨活性装配式人工骨，使得本可装配人工骨与骨断端结合的牢固性好，不易移位或偏转；分体式装配结构，通过选择不同规格型号的上、下两部分进行装配，使装配后的整体长度与需要填补的缺损骨长度一致，不需要进行多次修整，解决了现有技术中人工骨临床使用时，耗时长，难度大，需要多次切割调整的问题。

本实用新型为了实现上述目的，采用了以下技术方案：

一种高成骨活性可装配人工骨，包括第一分体部和第二分体部，所述第一分体部上设置第一连接部，所述第二分体部上设置有第二连接部，所述第一连接部和第二连接部相匹配设置，使第一分体部和第二分体部连接为整体；第一分体部和第二分体部截面中心处相对应位置设置有中心导孔，且第一分体部和第二分体部远离其接触端上均设置有骨断端连接部。

本实用新型提供的人工骨，通过卡合将一对分体式人工骨进行装配，装配后人工骨的长度确定，解决以往临床应用时需要对人工骨进行修整，来适应缺损骨长度；骨断端连接部分由外向内斜凹，使得本人工骨端部与骨断端能更好嵌合，解决人工骨植入易旋转、移位的问题；同时，人工骨中部设计有模拟骨髓腔的上下贯通的孔道，可通过利用自体碎骨/骨泥或其他生物活性物质填充孔道，充分利用自体骨组织的同时，提高人工骨的成骨活性。

本实用新型主要针对四肢骨，四肢骨基本为管状结构，因此分体式结构为圆柱形或立方体，其中圆柱形，贴合度较好。

进一步的，所述第一连接部为限位凸起，所述第二连接部为限位凹槽；限位凹槽的形状结构与限位凸起的形状结构相匹配，使限位凸起能够装配入限位凹槽中。当限位凸起嵌入限位凹陷时，由于限位的卡合使得分体式结构位置固定；其他常见的卡合均可以作为限定分体式结构相对位置的方式。

进一步的，所述骨断端连接部由外向内斜凹，斜凹切线与第一分体式部或第二分体部的径向夹角为10°-30°。

考虑不同斜度形成的斜凹壁厚，以及其对人工骨力学强度的影响，当角度为10-30°不仅可以实现固定人工骨的功能，还可以保证人工骨的力学强度。

进一步的，所述的孔道为圆柱形或长方体形，孔道的当量直径为3mm-5mm。

本实用新型所述孔道为圆柱形或长体方形，孔道尺寸越大，可填充自体骨就越多，成骨性能就越好，但人工骨的整体强度就越小；因此，本当量直径下的孔道，既能满足人工骨的整体强度要求，又能提高人工骨的整体成骨性能。

进一步的，所述第一分体部和第二分体部上均设置有供组织液穿透、血管长入以及骨细胞黏附、爬行和生长的微孔结构，所述微孔结构沿第一分体部和第二分体部的长度方向和宽度方向均匀设置

上述多孔结构人工骨由高分子粘结剂和生物陶瓷的复合材料制备而成，人工骨孔径为0.4mm-0.8mm，孔隙率为40％-80％。

进一步的，所述骨断端连接部与骨断端的插接深度为3mm-8mm。

进一步的，斜凹部分适用于不同形状的骨断端固定。

更进一步的，斜凹部分适用于平整的骨断端固定

本实用新型的斜凹设计对于骨断端的形状，其应用效果是不同的，对于平整的截骨，本斜凹设计可以限制其在竖直方向进行偏转，而对于骨断端不平整的创伤性骨折，断骨端以尖形居多，这种情况的适用性会稍差，但斜凹的设计仍然可以将植入人工骨的偏转空间限定在较小的范围内。

进一步的，所述分体式结构的装配部分通过卡合连接装配成一个整体，整体的长度刚好适用于骨缺损长度。

本装配式人工骨分上、下两个部分，各部分均可有不同的规格型号，通过选用不同规格型号的两部分进行装配，使得装配后的整体长度刚好匹配骨缺损的长度。

进一步的，所述分体式结构的装配部分通过卡合连接装配成一个整体，整体的长度为2cm-15cm。

本实用新型的有益效果为：

本可装配人工骨通过卡合装配在一起的分体式装配结构，以及分体式结构骨断端连接部分由外向内斜凹的设计，使得本可装配人工骨与骨断端结合的牢固性好，不易移位或旋转；分体式装配结构长度与需要填补的骨缺损长度一致，不需要进行多次修整；由高分子粘结剂和生物陶瓷材料制成的兼具成骨活性和力学强度的生物陶瓷高分子复合材料及特殊孔径和孔隙率的实际，结合模拟骨髓腔设计的孔道通过自体成骨活性物质的填入，不仅充分利用自体骨组织，还提高了本人工骨的成骨活性。

附图说明

图1本装配式人工骨中第一分体部的切面结构示意；

图2本装配式人工骨中第一分体部的另一视角切面结构示意；

图3本装配式人工骨中第一分体部中第一连接部的位置结构示意；

图4本装配式人工骨中第一分体部中骨断端连接部的位置结构示意；

图5本装配式人工骨中第二分体部的立体结构示意图；

图6本装配式人工骨中第二分体部的切面结构示意图；

图7方案中骨断端的示意图；

图8本装配式人工骨分体式结构与骨断端组合沿中轴线剖视图。

图中标注：1、第一分体部；2、第二分体部；3、中心导孔；4、骨断端连接部；5、微孔结构；6、骨；11、第一连接部；21、第二连接部；41、斜凹切线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1ˉ图8所示，本实施例提供一种高成骨活性可装配人工骨，包括第一分体部1和第二分体部2，所述第一分体部1上设置第一连接部11，所述第二分体部2上设置有第二连接部21，所述第一连接部11和第二连接部21相匹配设置，使第一分体部1和第二分体部2连接为整体；第一分体部1和第二分体部2截面中心处相对应位置设置有中心导孔3，且第一分体部1和第二分体部2远离其接触端上均设置有骨断端连接部4；

基于上述结构，通过第一连接部11和第二连接部21将第一分体部1和第二分体部2连接为整体，并且中心设置的中心导孔3可以将自体碎骨/骨泥或其他成骨活性物质填入，不仅充分利用自体骨组织，还提高了本人工骨的成骨活性；同时在第一分体部1和第二分体部2上均设置有骨断端连接部4，使本方案中的人工骨可以更加稳固的与骨断端进行连接。

所述第一分体部1和第二分体部2上均设置有供组织液穿透、血管长入以及骨细胞黏附、爬行和生长的微孔结构5，所述微孔结构5沿第一分体部1和第二分体部2的长度方向、宽度方向以及径向均匀设置。

在本实施例中，所述第一分体部1和第二分体部2均为圆柱形，在圆柱形第一分体部1和第二分体部2截面的中心位置设置的中心导孔3直径为3mm；

所述第一连接部11为限位凸起，所述第二连接部21为限位凹槽；限位凹槽的形状结构与限位凸起的形状结构相匹配，使限位凸起可以完美装配入限位凹槽中，使之形成整体。

所述骨断端连接部4由外向内斜凹，斜凹切线4与第一分体式部或第二分体部2的径向夹角为10°。骨断端6与骨断端连接部4接触的端面平整设置。

所述第一分体部1和第二分体部2通过限位凸起和限位凹槽连接为整体，整体的长度较骨缺损长度而言长6mm(使得骨断端6和骨断端连接部4两端插入深度均为3mm)，整体的长度为2cm。

实施例2

本实施例与实施例1不同在于第一分体部1和第二分体部2均为底面为正方形的长方体，中心导孔3为正方形，其具体如下：

一种高成骨活性可装配人工骨，包括第一分体部1和第二分体部2，所述第一分体部1上设置第一连接部11，所述第二分体部2上设置有第二连接部21，所述第一连接部11和第二连接部21相匹配设置，使第一分体部1和第二分体部2连接为整体；第一分体部1和第二分体部2截面中心处相对应位置设置有中心导孔3，且第一分体部1和第二分体部2远离其接触端上均设置有骨断端连接部4；

第一分体部1和第二分体部2均为底面为正方形的长方体，中部设有贯穿第一分体部1和第二分体部2长度方向的长方体孔道，长方体的横截面为边长为6mm正方形(当量直径为3.4mm)孔道的当量直径为3mm-5mm；

基于上述结构，通过第一连接部11和第二连接部21将第一分体部1和第二分体部2连接位置整体，并且中心设置的中心导孔3可以将自体碎骨/骨泥或其他成骨活性物质填入，不仅充分利用自体骨组织，还提高了本人工骨的成骨活性；同时在第一分体部1和第二分体部2上均设置有骨断端连接部4，使本方案中的人工骨可以更加稳固的与骨断端进行连接。

所述第一分体部1和第二分体部2上均设置有供组织液穿透、血管长入以及骨细胞黏附、爬行和生长的微孔结构5，所述微孔结构5沿第一分体部1和第二分体部2的长度方向、宽度方向以及径向均匀设置。

在本实施例中，所述第一分体部1和第二分体部2均为长方体，在长方体第一分体部1和第二分体部2截面的中心位置设置的中心导孔3直径为3mm；

所述第一连接部11为限位凸起，所述第二连接部21为限位凹槽；限位凹槽的形状结构与限位凸起的形状结构相匹配，使限位凸起可以完美装配入限位凹槽中，使之形成整体。

所述骨断端连接部4由外向内斜凹，斜凹切线4与第一分体式部或第二分体部2的径向夹角为10°。骨断端与骨断端连接部4接触的端面平整设置。

所述第一分体部1和第二分体部2通过限位凸起和限位凹槽连接为整体，整体的长度较骨缺损长度而言长6mm(使得断骨6和断骨连接部4两端插入深度均为3mm)，整体的长度为2cm。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：包括第一分体部和第二分体部，所述第一分体部上设置第一连接部，所述第二分体部上设置有第二连接部，所述第一连接部和第二连接部相匹配设置，使第一分体部和第二分体部连接为整体；第一分体部和第二分体部截面中心处相对应位置设置有中心导孔，且第一分体部和第二分体部远离其接触端上均设置有骨断端连接部。

2.根据权利要求1所述的高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：所述第一连接部为限位凸起，所述第二连接部为限位凹槽；限位凹槽的形状结构与限位凸起的形状结构相同，使限位凸起能够装配入限位凹槽中。

3.根据权利要求1或2所述的高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：所述骨断端连接部由外向内斜凹，斜凹切线与第一分体式部或第二分体部的径向夹角为10°-30°。

4.根据权利要求1或2所述的高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：所述的中心导孔为圆柱形或长方体，孔道的当量直径为3mm-5mm。

5.根据权利要求1或2所述的高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：所述第一分体部和第二分体部上均设置有供骨细胞黏附、爬行及生长的微孔结构，所述微孔结构沿第一分体部和第二分体部的长度方向和宽度方向均匀设置。

6.根据权利要求1或2所述的高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：所述骨断端连接部与骨断端的插接深度为3mm-8mm。

7.根据权利要求1或2所述的高成骨活性可装配人工骨，其特征在于：所述第一分体部或第二分体部装配为一个整体，整体的长度不低于骨缺损长度。

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