3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体制造技术

本实用新型专利技术公开的3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，属于医疗器械技术领域，包括承重部(1)，所述承重部(1)为实性结构，承重部(1)外表面设有界面层(2)，所述界面层(2)为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述界面层(2)由3D打印制造，所述承重部(1)为铸造，承重部(1)与界面层(2)固定连接。本实用新型专利技术不仅具有较好的负重能力，而且能够刺激或诱导界面骨组织长入到假体表面。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医疗器械
，特别涉及一种具有良好骨界面和负重能力的临床医用3D打印假体。
技术介绍
3D打印技术作为一种新型的快速成型及快速制造技术之一，是通过计算机设计的三维模型为蓝图，通过RP软件分层，利用激光束、热熔等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料进行逐层堆积，最终叠加成型，制造实体模型。3D打印假体受限于其成型原理，其性能较差，强度、刚度、机械加工性等均不如传统锻造加工方式。另外3D打印假体是通过计算机三维模型设计，虽可提高匹配性，但是，由于其表面是钛金属，周围骨组织并不会长入假体表面，可导致无菌性松动、感染和假体结构失败等，影响3D打印假体的疗效和使用寿命。
技术实现思路
本技术旨在提供一种3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，不仅具有较好的负重能力，而且能够刺激或诱导界面骨组织长入到假体表面。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：本技术公开的3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，包括承重部，所述承重部为实性结构，承重部外表面设有界面层，所述界面层为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述界面层由3D打印制造，所述承重部为铸造，承重部与界面层固定连接。本技术的实现方式：1、根据骨缺损部位，估计所需的负重能力；2、根据骨缺损模型，设计出完美匹配的整体设计结构。该假体分为承重部和界面层。界面层要求具有完美匹配性。承重部的负重能力要满足骨缺损部位的应力。完成设计的假体通过solidworks软件匹配功能、剖面功能，更直观的从横断面上观察假体和周围骨的匹配情况，并及时发现问题及处理；3、设计界面层：与周围骨接触的假体表面3-5mm，设计骨小梁结构，刺激或诱导周围骨长入到假体表面，实现假体与周围骨的生物性重建，降低假体松动率，延长假体使用时间；4、设计承重部：根据所计算出来的应力，设计出满足该负重程度的实心结构；5、承重部和界面层由3D打印一体制造；或者界面层由3D打印制造而承重部为铸造，然后将界面层套在承重部后固定连接。优选的，所述承重部与界面层通过选择性激光烧结连接。优选的，所述承重部与界面层通过激光熔覆连接。进一步的，所述界面层厚度为3-5mm。优选的，所述仿骨小梁结构的表面涂覆有羟基磷灰石涂层。优选的，所述羟基磷灰石涂层由等离子喷涂制得。进一步的，所述羟基磷灰石涂层由化学沉积、电化学沉积制得。进一步的，所述羟基磷灰石涂层为纳米涂层。本技术具有以下有益效果：1.可实现生物型重建，提高假体稳定性，提高使用寿命；2.可有效拓展3D打印假体的应用范围至负重骨；3.界面层由3D打印制造而承重部为铸造，然后将界面层套在承重部后固定连接，能够提高假体的承重能力；4.界面层厚度为3-5mm，能够实现与骨界面的良好结合，同时保证假体的强度；5.羟基磷灰石涂层能够使得假体与骨界面良好结合；6.等离子喷涂使得涂层致密，粘结强度高；骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨皮质相连接，在骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支持造血组织的作用。仿骨小梁结构即类似骨小梁的丝瓜络样或海绵状的结构，其空隙之间为通路。附图说明图1为本技术的结构示意图(图中本技术为球形，实际按照替换的骨骼设计成不同形状)；图2为图1的剖视图；图3为图2的A部放大视图；图中：1-承重部、2-界面层。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。本技术公开的3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，包括承重部1，承重部1为实性结构，承重部1外表面设有界面层2，界面层2为仿骨小梁结构，仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，界面层2由3D打印制造，承重部1为铸造，承重部1与界面层2固定连接。优选的，承重部1与界面层2通过选择性激光烧结连接。优选的，承重部1与界面层2通过激光熔覆连接。进一步的，界面层2厚度为3-5mm。优选的，仿骨小梁结构的表面涂覆有羟基磷灰石涂层。优选的，羟基磷灰石涂层由等离子喷涂制得。进一步的，羟基磷灰石涂层由化学沉积、电化学沉积制得。进一步的，羟基磷灰石涂层为纳米涂层。当然，本技术还可有其它多种实施例，在不背离本技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，其特征在于：包括承重部(1)，所述承重部(1)为实性结构，承重部(1)外表面设有界面层(2)，所述界面层(2)为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述界面层(2)由3D打印制造，所述承重部(1)为铸造，承重部(1)与界面层(2)固定连接，承重部(1)与界面层(2)通过选择性激光烧结或者激光熔覆连接。

【技术特征摘要】
1.3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，其特征在于：包括承重部(1)，所述承重部(1)为实性结构，承重部(1)外表面设有界面层(2)，所述界面层(2)为仿骨小梁结构，所述仿骨小梁结构的孔隙率从外层至内层逐渐减小，所述界面层(2)由3D打印制造，所述承重部(1)为铸造，承重部(1)与界面层(2)固定连接，承重部(1)与界面层(2)通过选择性激光烧结或者激光熔覆连接。2.根据权利要求1所述的3D打印仿骨小梁多孔承重增强金属假体，其特征在于：所述界面层(2)厚度为3-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠重棋，卢敏勋，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：新型
国别省市：四川;51