[发明专利]多孔性结构和基底的连接方法

说明书

本发明提供一种多孔性结构和基底的连接方法，将多孔性结构与中间体预先连接形成一复合体。基底是实心的或是高致密度的多孔性结构；中间体是实心的或是高致密度的多孔性结构，其致密度介于多孔性表面结构与基底之间。将所述复合体配置于基底处，根据需要选择设置反斜面和/或卡扣等定位结构；在中间体与基底之间的合适位置焊接，将复合体连接到基底上，使得基底表面覆上多孔性结构。本发明实现了多孔性结构和基底的有效结合，满足了机械结构整体和表面性能不同时的连接要求，同时避免了热压工艺等造成基底的力学性能大幅下降的问题，适合于制成各种人工植入假体。

技术领域

本发明涉及机械结构的连接技术，特别涉及医疗器械，提供一种多孔性结构和基底的连接方法。

背景技术

工程应用常常对机械结构的整体性能和表面性能有不同的要求。比如，人工髋关节的髋臼杯和股骨柄，其整体性能(如疲劳强度)要满足假体在植入体内后几十年、平均每年一百万到两百万次走路时承受的动态载荷下的抗疲劳要求，而且对假体表面有特定的性能需要，以满足假体表面与病人的骨骼组织牢固结合在一起，保证假体不松动。否则病人会有疼痛，就必须取出假体，使病人再经过一次翻修手术，植入一个新的假体。其它骨科植入物(如脊柱)也有类似情况和需求。事实上，在其它领域，也有基底和表面有不同性能需求，而两者之间需要可靠有效连接的情况。

关节假体常用的人工材料是钛合金、钴铬钼合金、不锈钢等，和骨头无法形成有效的生物或化学结合。假体和骨之间的界面一般主要通过物理/机械结合。比如，高度抛光的假体表面和骨组织无法形成有效的结合力，所以，现有技术可以在假体表面通过喷砂、等离子喷钛等方式形成粗糙表面，来增加假体和骨组织之间的界面摩擦力，帮助增强假体和骨骼界面的物理/机械固定。在骨科领域，这被称为“骨长上”的表面。有时，可以用羟基磷灰石等材料(或可结合生长因子，干细胞等附加物)作为假体粗糙表面上面的涂层，增加骨传导、骨诱导、骨再生，以加速或加强骨组织在假体表面的附着，进一步提高“骨长上”的性能。

另外，有时钛丝或钛珠等可以用烧结或扩散焊等方法在假体(如髋臼杯/股骨柄)的表面形成多孔性的涂层。或者，用金属3D打印增材制造工艺、气相沉淀工艺等等，预先制作出具有多孔结构的薄片1，然后用扩散焊的方式把薄片1与假体的实心基底2结合起来，如图1所示。这些方式为假体提供了多孔性的表面，与假体接触的骨组织能够再生，新的骨组织填充于互相贯通的多孔结构里，达到了“骨长入”假体的效果。但是，这些工艺都有一个不可避免的后果，就是基底的力学强度会大幅降低，从而提高了假体断裂的风险，特别是当假体(比如股骨柄)受到弯曲扭矩或拉伸应力情况下，容易断裂。所以，如何可靠牢固地把一个多孔性结构与其基底结合，同时保证基底力学性能不受太明显的影响成为一个工艺难点。

相对而言，焊接工艺对基底的力学性能影响较低。但是，当多孔性结构的孔隙率很高时(50％)，互相连接的支架占比较低，而且薄弱；支架之间形成大量孔隙。这样的高孔隙率结构无论用金属3D打印增材制造工艺实现，还是通过烧结等方式实现，在直接用激光焊接对多孔性结构和基底进行连接时，只要激光束有效直径接近甚至大于支架宽度时，激光能量可能直接击断支架结构，打透多孔性结构，无法对多孔性结构的支架和基底支架实现焊接连接。又或者，当采用渗透焊对多孔性结构和基底进行连接时，由于必须处于高温高压的工艺条件下，基底结构的强度会大幅降低。

发明内容

本发明提供一种多孔性结构和基底的有效连接方法，可以保持基底力学性能，适合于制成各种人工植入假体，从而使假体基于覆在基底表面的多孔性结构而具备优良的骨长入性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种多孔性结构和基底的连接方法，其包含：

设置复合体，所述复合体预先连接有第一多孔性结构与中间体；

设置基底，将所述基底与中间体相连接，实现复合体与基底的连接。

可选地，所述中间体是实心结构，或者是第二多孔性结构；