一种个性化多孔结构的假体制造方法技术

本发明专利技术公开了一种个性化多孔结构的假体制造方法；包括CT数据提取；逆向建模；正向设计；支撑添加与切片；将获得设计模型导入Materialise Magics软件进行支撑添加及切片；将切片数据导入RPPath软件进行扫描路径规划并导入激光选区熔化成型设备进行成型；后处理；对成型得到的待修复部位假体零件进行后处理，最终得到符合要求的个性化钛合金多孔结构的待修复部位假体。采用激光选区熔化成型技术进行制造，具有较高的个性化程度，能良好地恢复患者的面部形态；本发明专利技术采用多孔参数适宜的微观多孔结构，利于骨结合；本发明专利技术具有实用性而非停留在模型层面，且相关设计的内容适用于不同的病例与不同的切骨形态。

Manufacturing method of prosthesis with individualized porous structure

The invention discloses a personalized prosthesis porous structure and manufacturing method including CT; data extraction; reverse modeling; design; add and support section; will get the design model into Materialise Magics software support and will add slices; slice data into RPPath software to scan path planning and introduction of selective laser melting forming equipment for molding postprocessing;; get to repair parts of forming parts of prosthesis postprocessing, finally get to meet the repair parts of titanium alloy prosthesis personalized porous structure requirements. Manufactured by selective laser melting molding technology, has a high degree of personalization, good recovery of patients with facial features; the invention adopts the micro porous structure of porous suitable parameters, favorable osseointegration; the invention has utility rather than stay in the model level, and the related design content for different cases and different cut bone morphology.

【技术实现步骤摘要】
一种个性化多孔结构的假体制造方法
本专利技术涉及假体制备领域，尤其涉及一种个性化多孔结构的假体制造方法。
技术介绍
随着科学医疗技术的发展，下颌骨缺损、缺失修复这类复杂的手术也逐渐进步。目前下颌骨修复使用较多的是截取人自体骨(如腓骨)在预制钛板和钛钉的固定下与两端健康颌骨部分进行连接的方法。此种方法虽不易排异且能实现良好的骨结合，但骨资源有限，对取骨部位会造成损害，外部形态不易恢复。近年来，学者们发现一些多孔金属材料如多孔钛、多孔镍钛等是人体骨的理想替代，多孔结构能有效地促进骨长入和骨结合，随着增材制造技术的发展，涌现出了一些关于多孔下颌骨假体的设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种个性化多孔结构的假体制造方法。本专利技术通过下述技术方案实现：一种个性化多孔结构的假体制造方法，包括如下步骤：步骤一：CT数据提取；将患者的某肢体CT扫描数据导入mimics10.0软件，进行该肢体的待修复部位(下颌骨)模型的提取；步骤二：逆向建模；将待修复部位三角面片模型导入geomagicstudio软件进行逆向建模，得到IGS格式的待修复部位实体模型；步骤三：正向设计；将IGS格式的待修复部位实体模型导入rhino软件进行正向建模操作，完成个性化多孔下颌骨假体的设计；步骤四：支撑添加与切片；将步骤三获得设计模型导入MaterialiseMagics软件进行支撑添加及切片；步骤五：扫描路径规划与成型：将切片数据导入RPPath软件进行扫描路径规划并导入激光选区熔化成型设备进行成型；步骤六：后处理；对成型得到的待修复部位假体零件进行后处理，最终得到符合要求的个性化钛合金多孔结构的待修复部位假体。上述步骤一将患者的某肢体CT扫描数据导入mimics10.0软件后，设置灰度阈值，单独提取出待修复部位数据。上述步骤二所述将待修复部位三角面片模型导入geomagicstudio软件进行逆向建模，是指将经过mimics10.0软件提取的待修复部位三角面片模型导入geomagicstudio软件经平滑去噪、编辑轮廓线、构造曲面片、拟合曲面片操作进行逆向建模，得到IGS格式的待修复部位实体模型。上述步骤三所述正向设计具体是指，将IGS格式的待修复部位实体模型导入rhino软件，截取将要被假体取代的部位的节段，对其进行实体外壳、两侧固定翼设计。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术采用激光选区熔化成型技术进行制造，具有较高的个性化程度，能良好地恢复患者的面部形态；本专利技术采用多孔参数适宜的微观多孔结构，利于骨结合；本专利技术针对具体病例和切骨形态进行设计，具有实用性而非停留在模型层面，且相关设计的内容适用于不同的病例与不同的切骨形态。附图说明图1为本专利技术个性化多孔结构的假体工艺步骤方框图。图2为本专利技术个性化多孔结构的假体结构示意图。图3为本专利技术个性化多孔结构的假体应用示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例选取一头部CT扫描数据，将其导入mimics10.0软件，设置合理的灰度阈值，单独提取出下颌骨模型。将经过mimics10.0软件提取的下颌骨三角面片模型导入geomagicstudio软件经平滑去噪、编辑轮廓线、构造曲面片、拟合曲面片等操作进行逆向建模，得到IGS格式的下颌骨实体模型。将IGS格式的下颌骨实体模型导入rhino软件，截取将要被假体取代的那一部分患病下颌骨节段，对其进行实体外壳、两侧固定翼等设计。其中，考虑到激光选区熔化成型设备的可成型性以及下颌骨皮质骨的原本厚度(2mm)，且考虑到金属弹性模量远高于皮质骨，将实体外壳的厚度设置为0.5～1mm。两侧固定翼厚度为1～2mm，且其边角处采用倒圆角操作以防止应力集中，提高固定翼的寿命。选择合适的多孔结构，多孔结构的形状以及材料原则上可在符合医用植入物要求的范围内任选，且要保证其孔隙率参数在60％～90％范围，孔径参数在300～1000μm范围以实现良好的骨愈合。将设计选定的多孔结构流入选定的下颌骨节段，完成个性化多孔下颌骨假体的设计。将设计所得的个性化多孔下颌骨假体模型导入MaterialiseMagics软件，合理选择摆放方式，并进行支撑添加及切片。其中切片厚度设置为0.03mm，再将切片数据导入RPPath软件进行扫描路径规划。将最终的成型数据导入激光选区熔化成型设备，设置扫描间距为0.08mm，选择医用金属材料Ti6Al4V球形粉末进行成型，通入的保护气为氩气，成型的工艺参数如下：激光功率为150W，扫描速度为600mm/s。对成型得到的下颌骨假体零件进行清洗、打磨、抛光等适当后处理，最终得到符合相关医疗要求的个性化钛合金多孔下颌骨假体。该个性化钛合金多孔下颌骨假体，包括一外壳1，以及居中固定在下颌骨假体两侧的固定翼2；该固定翼呈条状扁平结构，其两端分别开设还有固定孔；外壳厚度为0.5～1mm。固定翼厚度为1～2mm，且其两端部的边缘采用倒圆角设计，以防止应力集中，提高固定翼的寿命。外壳内填充有多孔结构填充材料3，其孔隙率参数在60％～90％范围，孔径参数在300～1000μm。如上所述，便可较好地实现本专利技术。本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种个性化多孔结构的假体制造方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：CT数据提取；将患者的某肢体CT扫描数据导入mimics10.0软件，进行该肢体的待修复部位模型的提取；步骤二：逆向建模；将待修复部位三角面片模型导入geomagic studio软件进行逆向建模，得到IGS格式的待修复部位实体模型；步骤三：正向设计；将IGS格式的待修复部位实体模型导入rhino软件进行正向建模操作，完成个性化多孔下颌骨假体的设计；步骤四：支撑添加与切片；将步骤三获得设计模型导入Materialise Magics软件进行支撑添加及切片；步骤五：扫描路径规划与成型：将切片数据导入RPPath软件进行扫描路径规划并导入激光选区熔化成型设备进行成型；步骤六：后处理；对成型得到的待修复部位假体零件进行后处理，最终得到符合要求的个性化钛合金多孔结构的待修复部位假体。

【技术特征摘要】
1.一种个性化多孔结构的假体制造方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：CT数据提取；将患者的某肢体CT扫描数据导入mimics10.0软件，进行该肢体的待修复部位模型的提取；步骤二：逆向建模；将待修复部位三角面片模型导入geomagicstudio软件进行逆向建模，得到IGS格式的待修复部位实体模型；步骤三：正向设计；将IGS格式的待修复部位实体模型导入rhino软件进行正向建模操作，完成个性化多孔下颌骨假体的设计；步骤四：支撑添加与切片；将步骤三获得设计模型导入MaterialiseMagics软件进行支撑添加及切片；步骤五：扫描路径规划与成型：将切片数据导入RPPath软件进行扫描路径规划并导入激光选区熔化成型设备进行成型；步骤六：后处理；对成型得到的待修复部位假体零件进行后处理，最终得到符合要求的个性化钛合金多孔结构的待...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永强，肖然，宋长辉，张明康，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44