[发明专利]一种增材制造多孔钽人工胫骨垫块

说明书

本发明提供了一种增材制造多孔钽人工胫骨垫块，所述胫骨垫块由含钽金属粉末经增材制造工艺一体成型，内部呈多孔桁架结构，孔隙率50％～85％，丝径200～500μm，孔径300～1500μm；所述胫骨垫块外型为与人体胫骨相匹配的中空台体，包括有胫骨近端面、胫骨远端面、外表面和内表面，所述内表面设有柱面凹槽，所述多孔衍架结构的孔隙内填充有生物活性肽。通过增材制造方式一次成型，合理的孔道设计使其具有同人体松质骨非常相似的力学性能，同时金属钽具有优异的生物相容性，骨细胞融合，能够有效避免应力屏蔽效应造成的骨溶解；通过在孔隙内填充生物活性肽，可以快速诱导关节组织的长入和再生，提高胫骨垫块的适应性。

技术领域

本发明涉及医用植入体技术领域，特别是一种增材制造多孔钽人工胫骨垫块。

背景技术

全膝关节置换术已成为一种日臻完善、普遍应用的外科技术。它对减轻终末期膝关节病患者疼痛、恢复或改善膝关节功能、提高患者生活质量具有其他手术难以替代的优点。但在全膝关节置换术及翻修术的患者中，特别是存在严重膝关节内外翻畸形的患者，常存在不同程度的胫骨缺损。胫骨缺损的外科治疗包括使用碎骨填充、骨嵌塞移植、异体骨移植、骨水泥螺钉重建、干垢端袖套等。在某些情况下，通常需要去除胫骨近端相对较厚的部分，用一个形状类似已切除骨的增厚块代替，这样往往同时导致切除不必要的健康骨。例如，即使周围骨是健康的，而且只有内部骨受损，现有技术的方法经常同时切除健康的周围骨和受损的内部骨。

多孔钽胫骨垫块具有一体化多孔结构，高孔隙率以及孔道连通性，可保护健康的周边骨组织，显著提高骨融合，同时多孔钽金属具有优异的生物相容性，骨细胞融合，骨长入性能优异。但是，传统的多孔钽胫骨垫块力学性能不佳，与人体松质骨的力学性能匹配性差，容易产生应力屏蔽效应造成骨溶解。

发明内容

本发明主要针对现有技术中存在的问题，提供一种增材制造多孔钽人工胫骨垫块，采用特定的孔隙率、丝径和孔径，提高人工胫骨垫块与人体松质骨的力学性能匹配性，有效避免应力屏蔽效应造成的骨溶解。

为达到上述目的，本申请采用的技术方案是：

一种增材制造多孔钽人工胫骨垫块，所述胫骨垫块由含钽金属粉末经增材制造工艺一体成型，内部呈多孔桁架结构，孔隙率50％～85％，丝径200～500μm，孔径300～1500μm；所述胫骨垫块外型为与人体胫骨相匹配的中空台体，包括有胫骨近端面、胫骨远端面、外表面和内表面，所述内表面设有柱面凹槽，所述多孔衍架结构的孔隙内填充有生物活性肽。

优选地，所述外表面包括前端面、后端面、左端面和右端面，所述前端面、后端面、左端面和右端面中相邻两个面之间为弧形过度，所述外表面和所述内表面形状相匹配。

优选地，所述胫骨近端面呈左右阶梯形。

优选地，所述胫骨近端面的左右阶梯之间高度差为10～15mm。

优选地，所述左端面和所述右端面分别与竖直方向呈一定角度，角度范围8～30°。

优选地，所述后端面和所述前端面分别与竖直方向呈一定角度，角度范围10～18°。

优选地，所述胫骨垫块内部的多孔衍架结构为菱形十二面体结构或仿生骨小梁结构。

优选地，所述孔隙率为70％，所述丝径为300μm，所述孔径为800μm。

优选地，所述含钽金属粉末为医用纯钽粉末或钽合金粉末，粒径15～100μm。

优选地，所述胫骨垫块的具体制造步骤为：

S1，利用三维建模软件，根据人体胫骨的形状构建多孔胫骨垫块的三维模型，将所述三维模型数据导入到增材制造设备；

S2，对所述三维模型进行切片处理，并制定好相应参数及扫描路径规划，采用层层烧结堆砌的方法打印成型；