[实用新型]一种人工关节涂层结构及其人工关节

说明书

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种人工关节涂层结构。所述涂层本体呈立体网状结构，所述立体网状结构包括结点及连接在相邻结点之间的网丝；所述立体网状结构由相互连接的多个单位体构成，所述单位体的外轮廓呈六面框结构，所述六面框结构包括12条棱线和8个顶点，所述网丝包括由所述单位体棱线形成的外网丝，所述结点包括由所述单位体的顶点形成的外结点，相邻所述单位体的对应面的外结点以及外网丝重合。本实用新型还公开了一种人工关节。本实用新型的有益效果是；获得的涂层结构具有宏观上结构均匀、微观上具有结构差异性，孔隙率类似真实人体骨骼，强度高、与人体组织融合性好的特点。

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种人工关节涂层结构及其人工关节。

背景技术

目前，在临床上已经广泛采用置换人工关节假体的方式，来治疗肩、髋等关节骨性关节炎、骨折、骨损伤、骨头缺血性坏死等疾病。现有的人工关节假体结构设计多样，而人工关节表面多孔涂层对于假体置换的效果至关重要，其决定了假体与人体组织之间的生物相容性与耐久度问题。

目前制造人工关节中的表面多孔涂层采用的技术多为金属微珠烧结、金属细丝编织、等离子喷涂。更先进的技术如化学蒸汽沉积和电弧离子镀低温沉积也被用于制造人工关节的表面涂层。这些技术受限于其制造原理和较低的分辨率，在制造过程中难以精确控制涂层中孔结构的几何形状，难以满足人体骨组织良好得生长进入涂层结构的要求。这直接导致了人工关节植入物与人体本身骨骼的相容性较低，耐久度差，一般来讲每隔十年甚至数年就因为关节植入物的性能下降而需要再次进行对病人身心造成巨大痛苦的人工关节置换手术。因此对于年龄较小的病人，植入物与人体的相容性和长期稳定性尤为重要

近几年发展迅速的激光金属3D打印技术因具有高分辨率和精确控制打印部件结构的特性，可成型极度复杂形状的零件，在工业制造、科学研究和医疗领域得到了越来越广泛的应用。这为人工假体涂层的制造工艺带来了更大的结构设计自由度，使得比较理想的人工假体结构得以实现。

然而，3D打印技术极为依赖计算机辅助设计，尤其是在设计多孔结构的计算机算法和打印机数据准备上。因此，如何设计与人体骨组织之间生物相容性与耐久度高的人工关节涂层结构是将激光金属3D打印成功运用于制造高性能人工关节涂层的关键问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有人工关节多孔涂层制造技术的不足，提供一种能显著提高假体质量的人工关节涂层结构。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种人工关节涂层结构，包括涂层本体，其特征在于，所述涂层本体呈立体网状结构，所述立体网状结构包括结点及连接在相邻结点之间的网丝。所述立体网状结构由相互连接的多个单位体构成，所述单位体的外轮廓呈六面框结构，所述六面框结构包括12条棱线和8个顶点，所述网丝包括由所述单位体棱线形成的外网丝，所述结点包括由所述单位体的顶点形成的外结点，相邻所述单位体的对应面的外结点以及外网丝重合。

本实用新型的有益效果是：采用立体网状结构可以根据所制作植入物的具体要求，通过灵活的设定网丝粗细以及网丝连接结点之间的距离，能较好的保证植入物具有与真实骨结构相似的微观结构、高孔隙率相比较于传统的骨增长涂层结构能够让骨组织更深的生长进人工涂层从而提供更高的结合强度。同时，不同的参数产生的不同微观结构提供了针对不同个体的定制化可能。所述单位体的外轮廓呈六面框结构，能充分保证涂层结构的相对密度低、重量轻、渗透性好等性能。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述结点还包括设于所述单位体内的内结点，所述网丝还包括所述单位体的各个所述外结点与所述内结点连接形成的内网丝。