[发明专利]一种可降解多孔铁基接骨板及其增材制造方法

说明书

本发明涉及一种可降解多孔铁基接骨板及其增材制造方法，其中，所述接骨板包括主体部分和侧翼部分，所述主体部分为由多个微细圆柱构成的多孔晶胞阵列结构，用于贴合骨折部位骨骼；所述侧翼部分设置在主体部分的两侧，用于将主体部分与骨折部位的骨骼进行固定。本发明具有适宜的体内降解速率和力学性能，且具有良好的生物相容性，不会对人体产生毒害，无需二次手术取出。

技术领域

本发明涉及医疗用接骨板技术领域，特别是涉及一种可降解多孔铁基接骨板及其增材制造方法。

背景技术

目前，医用金属材料已被广泛应用于骨科修复手术中，金属接骨板作为常见产品，其核心功能是固定、连接患者骨损伤部位，为患者的日常生活与简单复健运动提供力学支撑，另一方面也能促进骨愈合和骨修复过程。传统的接骨板采用不锈钢、钛合金等金属作为原材料，在人体内不可降解，在骨修复后期需要进行二次手术取出，对患者而言存在一定的手术风险，并且可能影响到后续的骨修复过程。另外，一些传统接骨板的生物相容性不甚理想，其中一些对人体有害的合金元素，如镍、铬等，会在人体内中逐渐释放，对患者造成损害。因此，生物相容性优异、具有可降解特性的金属医用接骨板具有巨大的应用潜力。

作为医用金属接骨板，其力学性能是评估接骨板优劣的一个重要指标。首先，接骨板所使用的金属材料应具备足够的强度，能在体内各种可能载荷下均正常工作而不致失效；其次，接骨板所使用的金属材料还应具备与人体骨骼相接近的弹性模量，避免“应力遮挡”效应，降低骨质流失、自体骨退化，甚至二次骨折的风险。

考虑以上两方面因素，目前已有一些研究人员对可降解金属接骨板进行了研究。在中国发明专利CN107496020A中，研究人员以弹性模量与人体骨骼相近的纯镁作为原材料制作了可降解接骨板，并针对镁强度不足的问题，在接骨板上设置加强筋凸起，有效提高了接骨板整体的力学性能。但上述专利(CN107496020A)所涉及的加强筋结构仅能提高接骨板整体的强度，若接骨板局部应力过大，仍然存在断裂失效的风险。

中国发明专利CN109402544A利用激光喷丸强化技术对镁合金接骨板应力集中部位进行强化，并通过微弧氧化在接骨板表面制备耐腐蚀涂层，同时提高接骨板的力学性能和耐腐蚀性。但上述专利(CN109402544A)提出的加工工艺流程复杂、加工难度大，且对于加工参数有较高的精度要求，难以高效率地制作接骨板。

针对上述情况，采用自身力学性能更优异、耐腐蚀性更强的铁作为可降解金属接骨板的原材料。铁及铁基合金具有以下显著的优点：(1)铁是人体必需的微量元素，有着重要的生理学意义，没有生物毒性，生物相容性优异；(2)铁强度较大，脆性适中，不容易发生断裂，总体来说具有优秀的综合力学性能和支撑性能；(3)铁可以在人体腐蚀环境内能够自然降解，无需进行二次手术取出。然而，铁及铁基合金作为接骨板材料需要解决弹性模量过高和降解速率过慢的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降解多孔铁基接骨板及其增材制造方法，使制造的接骨板具有适宜的体内降解速率和力学性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可降解多孔铁基接骨板，包括主体部分和侧翼部分，所述主体部分为由多个微细圆柱构成的多孔晶胞结构阵列，用于贴合骨折部位骨骼；所述侧翼部分设置在主体部分的两侧，用于将主体部分与骨折部位的骨骼进行固定。

所述微细圆柱的直径范围是0.3-1.5mm。

所述主体部分和侧翼部分的表面均涂覆有厚度为2-1000μm的生物可降解防锈涂层。

所述主体部分的边缘为倒圆角结构。

所述侧翼部分上设置有骨钉孔，所述骨钉孔所在位置的周围为带有空腔的半实体结构。

所述主体部分和侧翼部分均采用纯铁粉或者可降解的铁基合金粉末采用增材制造的方法制成，其中，粉末的粒径范围是10-60μm。