一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法技术

本发明专利技术提供一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，涉及医疗器械领域。该可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，包括空心螺杆，所述空心螺杆的内部固定设置有多个多孔结构，所述空心螺杆的上端固定设置有螺帽，所述空心螺杆的下端固定设置有自攻钻头，所述自攻钻头的下端一侧内部开设有自攻槽。通过将内部设置为四面体结构或金刚石结构或gyroid极小曲面结构或多个结构混合等，可以保证结构坚固，多孔结构的设计还有利于细胞黏附增值，提高与再生组织结合强度，并且使用可降解金属作为原材料，并且可根据锌、镁、铁或钼可降解金属可在体内降解速率不同，制作成不同材质的金属骨钉，用于不同部位，过程采用增材制造工艺，可精准制备复杂多孔结构骨钉。制备复杂多孔结构骨钉。制备复杂多孔结构骨钉。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，具体为一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法。

技术介绍

[0002]金属材料是研究最早的生物材料，它具有良好的抗拉强度和韧性，特别适合用于机体硬组织缺损修复，常用的金属材料包括不锈钢、钴铬合金、钛合金以及镁合金，其中不锈钢和钴铬合金最早用于临床骨科，且获得了较好效果。
[0003]现有传统的骨钉材料多采用钛合金，不锈钢等惰性金属，弹性模量高，产生应力遮蔽，易导致骨钉松动，需要二次手术取出，造成二次感染，并且骨钉多为实心材料，与再生骨组织结合强度低，但是传统加工手段难以加工多孔骨钉。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，解决了骨钉易松动，需要二次手术取出，造成二次感染，并且传统手工难加工的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，包括空心螺杆，所述空心螺杆的内部固定设置有多个多孔结构，所述空心螺杆的上端固定设置有螺帽，所述空心螺杆的下端固定设置有自攻钻头，所述自攻钻头的下端一侧内部开设有自攻槽。
[0008]优选的，一种可降解多孔金属骨钉增材制造方法，具体包括以下步骤；
[0009]S1.选择材料
[0010]根据需要安装骨钉的不同部位，选择降解速度不同的金属粉末材料；r/>[0011]S2.材料加热
[0012]将所述金属粉末在真空干燥箱中进行加热干燥；
[0013]S3.选择基板
[0014]选择与所述金属粉末材料成分相同的合金作为基板，并对所述基板进行预热；
[0015]S4.制作模型
[0016]通过三维制图软件制作出多孔金属骨钉的三维模型；
[0017]S5.设置打印
[0018]将所述三维模型导入分层软件中，添加支撑并进行切片处理，设置打印参数，生成打印文件，将打印文件传输至激光粉末床，设置所述激光粉末床的熔融打印参数并进行打印；
[0019]S6.打印完成
[0020]将打印完成的所述多孔金属骨钉与所述基板分离，即可获得所述多孔金属骨钉成品；
[0021]S7.清洗抛光
[0022]采用盐酸和硝酸的酒精溶液或磷酸对所述多孔金属骨钉进行抛光处理；
[0023]S8.尖端打磨
[0024]将所述自攻钻头的尖端进行打磨。
[0025]优选的，所述金属粉末材料可为镁、钼、铁或锌，且降解速率镁1个月降解15
‑
30％，铁1个月降解2
‑
10％，锌1个月降解5
‑
15％。
[0026]优选的，所述金属粉末加热干燥的温度为60
‑
150℃，干燥时间为3
‑
6个小时。
[0027]优选的，所述基板预热的温度为50
‑
500℃。
[0028]优选的，所述多孔金属骨钉为激光粉末床熔融成形件，所述激光粉末床的熔融打印参数为：激光光斑直径为20
‑
100μm，激光功率为50
‑
200W，激光扫描速率为100
‑
2000mm/s，激光填充间距为熔池宽度的50％
‑
80％，铺粉厚度为20
‑
70μm，相邻铺粉层之间激光扫描方向的夹角为45
‑
90
°
。
[0029]优选的，所述盐酸和硝酸在酒精中各自的体积浓度范围为1％
‑
5％，盐酸和硝酸的体积比为1。
[0030]优选的，所述多孔结构设置为四面体或金刚石结构或gyroid极小曲面结构或多个结构混合等。
[0031](三)有益效果
[0032]本专利技术提供了一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法。具备以下有益效果：
[0033]1、本专利技术提供了一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，相对比传统金属骨钉，本金属骨钉内部设置成多孔结构，不仅结构坚固，多孔结构的设计还有利于细胞黏附增值，提高与再生组织结合强度。
[0034]2、本专利技术提供了一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，使用可降解金属作为原材料，并且可根据锌、镁、钼、铁可降解金属可在体内降解速率不同，制作成不同材质的金属骨钉，用于不同部位。
[0035]3、本专利技术提供了一种可降解多孔金属骨钉及其增材制造方法，本多孔金属骨钉采用增材制造工艺，可精准制备复杂多孔结构骨钉，解决了传统加工手段难以加工多孔骨钉的问题。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的正视示意图；
[0037]图2为本专利技术多孔结构轴侧示意图；
[0038]图3为本专利技术金刚石结构示意图；
[0039]图4为本专利技术gyroid极小曲面结构示意图；
[0040]图5为本专利技术实际结果图。
[0041]其中，1、多孔结构；2、自攻槽；3、自攻钻头；4、空心螺杆；5、螺帽；6、金刚石结构；7、gyroid极小曲面结构。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]实施例：
[0044]如图1
‑
5所示，本专利技术实施例提供一种可降解多孔金属骨钉，包括空心螺杆4，多孔结构有利于细胞黏附增值，提高与再生组织结合强度，空心螺杆4的内部固定设置有多个多孔结构1，三角形以及金刚石与gyroid极小曲面结构都具有稳定性，大大提高了本金属骨钉的坚固性，并且接触面积大，有利于细胞黏附，空心螺杆4的上端固定设置有螺帽5，方便医护人员进行固定，空心螺杆4的下端固定设置有自攻钻头3，方便安装骨钉时可以省力轻松，自攻钻头3的下端一侧内部开设有自攻槽2。
[0045]一种可降解多孔金属骨钉增材制造方法，具体包括以下步骤；
[0046]S1.选择材料
[0047]根据需要安装骨钉的不同部位，选择降解速度不同的金属粉末材料；
[0048]S2.材料加热
[0049]将金属粉末在真空干燥箱中进行加热干燥，避免在打印过程中混有杂质；
[0050]S3.选择基板
[0051]选择与金属粉末材料成分相同的合金作为基板，并对基板进行预热，防止突然接触到高温时产生形变；
[0052]S4.制作模型
[0053]通过三维制图软件制作出多孔金属骨钉的三维模型，绘制的三维模型可实现自动打印；
[0054]S5.设置打印
[0055]将三维模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解多孔金属骨钉，包括空心螺杆(4)，其特征在于：所述空心螺杆(4)的内部固定设置有多个多孔结构(1)，所述空心螺杆(4)的上端固定设置有螺帽(5)，所述空心螺杆(4)的下端固定设置有自攻钻头(3)，所述自攻钻头(3)的下端一侧内部开设有自攻槽(2)。2.一种可降解多孔金属骨钉增材制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤；S1.选择材料根据需要安装骨钉的不同部位，选择降解速度不同的金属粉末材料；S2.材料加热将所述金属粉末在真空干燥箱中进行加热干燥；S3.选择基板选择与所述金属粉末材料成分相同的合金作为基板，并对所述基板进行预热；S4.制作模型通过三维制图软件制作出多孔金属骨钉的三维模型；S5.设置打印将所述三维模型导入分层软件中，添加支撑并进行切片处理，设置打印参数，生成打印文件，将打印文件传输至激光粉末床，设置所述激光粉末床的熔融打印参数并进行打印；S6.打印完成将打印完成的所述多孔金属骨钉与所述基板分离，即可获得所述多孔金属骨钉成品；S7.清洗抛光采用盐酸和硝酸的酒精溶液或磷酸对所述多孔金属骨钉进行抛光处理S8.尖端打磨将所述自攻钻头(3)的尖端进行打磨。3.根据权利要求2所述的一种可降解多孔金属骨钉增材制造方法，其特征在于：所述金属粉末材料可为镁、铁或锌，且降解速率镁1个月降解15
‑
30％，铁1个月降解2
‑
10％，锌1个月降解5
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚庚，王鲁宁，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：