一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物及其制造方法技术

一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物及其制造方法，颅骨替代物的边缘轮廓与自体颅骨缺损部位良好吻合，颅骨替代物包括主体实体及多孔结构，主体实体为弧形多孔结构，并加有实体加强筋，实体加强筋通过拓扑优化获得；多孔结构包含编织结构、通孔、编织结构和通孔的复合，颅骨替代物边缘轮廓有螺纹孔结构，便于其安装固定；制造方法采用熔融沉积成型、选择性激光烧结技术的加工方法制备，通过对多孔结构的后处理，可提高多孔聚醚醚酮颅骨替代物的力学性能和生物活性，使替代物周围的组织长入替代物，实现生物固定；本发明专利技术多孔聚醚醚酮颅骨替代物植入体内后能够与自体颅骨缺损部位良好吻合，便于安装固定，实现颅骨替代物轻量化设计以及替代物的异物感减弱。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物及其制造方法
本专利技术涉及生物制造
，具体涉及一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物及其制造方法。
技术介绍
打击、坠落和交通事故、肿瘤切除等会产生颅骨损伤，当缺损直径大于3cm，会使头颅失去正常颅骨的屏障作用，出现头晕、记忆力减退等，影响患者生活。颅骨成形术能够避免颅脑损伤患者脑的再次损伤，治疗颅骨缺损综合症，减轻患者的精神负担。现有的颅骨成形术包括自体骨重建和颅骨替代物重建(钛合金、钛板、有机玻璃、聚醚醚酮等)，上述颅骨成形术有着固有的缺陷，例如，自体骨重建材料来源有限，对取材部位造成伤害；钛合金替代物存在热敏感、医学伪影、钛网修复大面积缺损时易变形等问题；聚醚醚酮得益于其与骨相近的弹性模量、优良的化学稳定性、出色的耐磨损性以及射线可透过性等优点，聚醚醚酮已成为最有应用前景的骨替代物材料之一。但是聚醚醚酮材料成本高，传统的加工方法(注射成形、模压成形、机加工)会进一步提高使用成本；聚醚醚酮材料本身的生物惰性使其不具备良好的骨诱导与骨整合性能，采用实体结构的聚醚醚酮颅骨替代物不利于骨生长，不利于自体骨和替代物的骨整合。因此，优化聚醚醚酮颅骨替代物的结构设计，采用熔融沉积成型、选择性激光烧结技术等加工方法，提高材料利用率，降低成本，并对颅骨替代物进行后处理，提高颅骨替代物的生物活性已成为当前亟需解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物及其制造方法，植入体内后能够与自体颅骨缺损部位良好吻合，便于安装固定，实现颅骨替代物轻量化设计以及替代物的异物感减弱。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物，颅骨替代物的边缘轮廓和实体模型通过对患者头部进行计算机断层扫描反求获得，颅骨替代物的边缘轮廓与自体颅骨缺损部位良好吻合；所述的颅骨替代物包括主体实体及多孔结构，所述的主体实体为弧形多孔结构，并加有实体加强筋，实体加强筋通过拓扑优化获得；所述的多孔结构包含编织结构、通孔、编织结构和通孔的复合，其中编织结构的最小线宽为0.2～0.6mm，线间距为0.4～2mm，每根线的夹角为5～180°可调，通孔直径为0.5～3mm、孔间距为2～8mm。所述的颅骨替代物边缘轮廓有螺纹孔结构，便于其安装固定。所述的多孔聚醚醚酮颅骨替代物的制造方法，包括以下步骤：先通过CT图像或者激光3D扫描快速获取颅骨缺损区域模型，重建颅骨替代物模型；然后采用有限元分析和拓扑优化，实现颅骨替代物轻量化设计，使颅骨替代物的异物感减弱；再采用熔融沉积成型、选择性激光烧结技术的加工方法制备多孔聚醚醚酮颅骨替代物；最后对多孔聚醚醚酮颅骨替代物进行后处理，提高多孔聚醚醚酮颅骨替代物的力学性能和生物活性。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术的多孔聚醚醚酮颅骨替代物具有颅骨缺损边缘轮廓，替代物内后能够与自体颅骨缺损部位良好吻合；颅骨替代物边缘轮廓有螺纹孔结构，便于其安装固定；替代物主体为弧形多孔结构，并加有实体加强筋。在替代物力学性能稳定的前提下，实现颅骨替代物轻量化设计以及替代物的异物感减弱。2.通过对多孔聚醚醚酮颅骨替代物进行后处理，即进行热处理和表面改性处理，提高多孔聚醚醚酮颅骨替代物的力学性能和生物活性，使多孔聚醚醚酮颅骨替代物周围的组织长入其内，可有效解决多孔聚醚醚酮颅骨替代物的固定问题(脱落、移位)，实现了生物固定。附图说明图1为本专利技术实施例根据患者头部计算机断层扫描图像提取的颅骨替代物模型，其中图(a)为颅骨替代物模型的外部轮廓及效果图，图(b)为颅骨替代物模型的内部轮廓及效果图。图2为本专利技术实施例通过对颅骨替代物模型拓扑优化之后的加强筋模型。图3为本专利技术实施例最终的多孔聚醚醚酮颅骨替代物模型,其中图(a)为多孔聚醚醚酮颅骨替代物模型效果图，图(b)为多孔聚醚醚酮颅骨替代物模型表面改性之后的效果图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物，如图1所示，颅骨替代物的边缘轮廓和实体模型通过对患者头部进行计算机断层扫描反求获得，颅骨替代物的边缘轮廓与自体颅骨缺损部位良好吻合；所述的颅骨替代物包括主体实体加强筋及多孔结构，如图2所示，所述的主体实体为弧形多孔结构，并加有实体加强筋，实体加强筋通过拓扑优化获得；所述的多孔结构包含编织结构、通孔、编织结构和通孔的复合，其中编织结构的最小线宽为0.2～0.6mm，线间距为0.4～2mm，每根线的夹角为5～180°可调，通孔直径为0.5～3mm、孔间距为2～8mm；结合拓扑优化和多孔结构得到最终的多孔聚醚醚酮颅骨替代物模型效果如图3所示。所述的多孔聚醚醚酮颅骨替代物的制造方法，包括以下步骤：先通过CT图像或者激光3D扫描快速获取颅骨缺损区域模型，重建颅骨替代物模型；然后采用有限元分析和拓扑优化，实现颅骨替代物轻量化设计，使颅骨替代物的异物感减弱；再采用熔融沉积成型、选择性激光烧结技术的加工方法制备多孔聚醚醚酮颅骨替代物；最后对多孔聚醚醚酮颅骨替代物进行后处理，提高多孔聚醚醚酮颅骨替代物的力学性能和生物活性。本专利技术的多孔聚醚醚酮颅骨替代物具有患者颅骨缺损边缘轮廓，颅骨替代物能够与自体颅骨缺损部位良好吻合；颅骨替代物边缘轮廓有螺纹孔结构，便于安装固定；在替代物力学性能稳定的前提下，实现颅骨替代物轻量化设计以及替代物的异物感减弱。通过对多孔聚醚醚酮颅骨替代物进行后处理，即进行热处理和表面改性处理，提高多孔聚醚醚酮颅骨替代物的力学性能和生物活性，使多孔聚醚醚酮颅骨替代物周围的组织长入其内，可有效解决多孔聚醚醚酮颅骨替代物的固定问题(脱落、移位)，实现了生物固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物，其特征在于：颅骨替代物的边缘轮廓和实体模型通过对患者头部进行计算机断层扫描反求获得，颅骨替代物的边缘轮廓与自体颅骨缺损部位良好吻合；所述的颅骨替代物包括主体实体及多孔结构，所述的主体实体为弧形多孔结构，并加有实体加强筋，实体加强筋通过拓扑优化获得；所述的多孔结构包含编织结构、通孔、编织结构和通孔的复合，其中编织结构的最小线宽为0.2～0.6mm，线间距为0.4～2mm，每根线的夹角为5～180°可调，通孔直径为0.5～3mm、孔间距为2～8mm。

【技术特征摘要】
1.一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物，其特征在于：颅骨替代物的边缘轮廓和实体模型通过对患者头部进行计算机断层扫描反求获得，颅骨替代物的边缘轮廓与自体颅骨缺损部位良好吻合；所述的颅骨替代物包括主体实体及多孔结构，所述的主体实体为弧形多孔结构，并加有实体加强筋，实体加强筋通过拓扑优化获得；所述的多孔结构包含编织结构、通孔、编织结构和通孔的复合，其中编织结构的最小线宽为0.2～0.6mm，线间距为0.4～2mm，每根线的夹角为5～180°可调，通孔直径为0.5～3mm、孔间距为2～8mm。2.根据权利要求1所述的一种多孔聚醚醚酮颅骨替代物，其特征在于：所述的颅骨替代物边缘轮廓有螺纹孔结构，便于其安装固定。3.根据权利要求1所述的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺健康，苏艳文，孟子捷，李涤尘，仝站国，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61