[实用新型]一种碳纤维/碳复合材料C形人工气管支架

说明书

本实用新型提供了一种碳纤维/碳复合材料C形人工气管支架。C形人工气管支架由单个C形气管支架单元构成或由至少两个C形气管支架单元并排组合构成；C形气管支架单元的主体为U形或梨形的带状结构；C形气管支架单元由碳纤维/碳复合材料基体及其表面的碳涂层构成。该C形人工气管支架具有良好的生物相容性和力学性能，表层硬度高，摩擦系数小，不易破损，且与软骨具有相类似的弹性模量，在与自体气管端口接合时，生物力学性能吻合度高，可实现生物学固定，特别是其类似于气管软骨环结构，通过C形开口，在呼吸过程中可收可张，满足生理学功能。

技术领域

本实用新型涉及一种人工气管支架，特别涉及一种由碳纤维/碳复合材料构成的C形人工气管支架，属于生物结构修复技术领域。

背景技术

临床上因肿瘤、外伤等导致较长气管的切除，采用人工材料进行重建已成为必然趋势。但是，由于气管组织环境的复杂性对替代物要求较多，对人工气管材料提出了诸多挑战，如移植于体内无法与机体达到生物学融合固定，端口连接不当而伴发脱落、泄漏、狭窄或梗塞等，在呼吸过程中的气管扩张与收缩功能复原等。

现有技术中，中国专利(CN 100428919 C)公开了一种人工气管，以聚四氟乙烯多孔气管假体作为气管主体，结合钛环实现端部连接。钛环与自体骨存在较大的弹性模量差异，将导致自体组织的萎缩而导致吻合口裂开。中国专利(CN 105056302 B)公开了一种人工气管，其采用的是3D打印制成镂空管状的定型结构，也面临着端部固定的问题，同时也无法实现呼吸过程中的气管扩张与收缩。中国专利(CN 105055060 B)公开了一种采用聚己内酯(PCL)为C形环的气管支架。其存在PCL降解后气管的管状结构消失后减弱而带来的继续狭窄或失效。

实用新型内容

针对现有技术中的人工气管支架存在的缺陷，本实用新型的目的是在于提供一种碳纤维/碳复合材料C形人工气管支架，该气管支架由碳纤维/碳复合材料构成，具有良好的生物相容性和力学性能，表层硬度高，摩擦系数小，不易破损，可阻断碳基颗粒的脱落，避免黑肤效应，且与软骨具有相类似的弹性模量，在与气管端口接合时，生物力学性能吻合度高，可实现生物学固定，特别是其类似于气管软骨环结构，通过C形开口，在呼吸过程中可收可张，满足生理学功能。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种碳纤维/碳复合材料C形人工气管支架，其由单个C形气管支架单元构成，或由至少两个C形气管支架单元并排组合构成；所述C形气管支架单元的主体为U形或梨形的带状结构；所述C形气管支架单元由碳纤维/碳复合材料基体及其表面的碳涂层构成。

作为一个优选，所述带状结构厚度为0.5mm～2.0mm，宽度为3mm～10mm。其厚度设计接近于气管壁厚，而宽度设计有利于根据实际需要组装成实际长度。

作为一个优选，所述带状结构壁上设有固定孔。固定孔有利于人工气管支架在实际应用过程中的固定。

作为一个优选，带状结构两端带耳或不带耳。端口耳形可避免刺激周围组织，也可增大端口承力面积。带状结构两端的耳截面为圆形、水滴形或椭圆形或其他不规则形状。

作为一个优选，所述固定孔的孔径大小为0.5mm～2.0mm。

作为一个优选，所述碳纤维/碳复合材料基体由碳纤维织物及其内部的碳基体构成(碳基体分布在碳纤维表面和填充在碳纤维之间)。

作为一个优选，所述碳纤维织物具有辫状结构。辫状结构的碳纤维织物表现出更好的力学性能。

作为一个优选，两个以上C形气管支架单元按照C形气管支架单元的中心轴线并排组合形成侧壁带有轴向缺口的镂空管状结构。气管支架内部联通的空隙可便于血供。

作为一个优选，所述碳涂层为热解碳涂层或/和类金刚石涂层。碳涂层的硬度高，摩擦系数小，不仅不易破损，而且可阻断碳基颗粒的脱落，避免黑肤效应。