3D打印仿骨小梁多孔承重增強金屬假體的制作方法

本發明涉及醫療器械技術領域，特別涉及一種具有良好骨界面和負重能力的臨床醫用3D打印假體。

背景技術：

3D打印技術作為一種新型的快速成型及快速制造技術之一，是通過計算機設計的三維模型為藍圖，通過RP軟件分層，利用激光束、熱熔等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料進行逐層堆積，最終疊加成型，制造實體模型。3D打印假體受限于其成型原理，其性能較差，強度、剛度、機械加工性等均不如傳統鍛造加工方式。另外3D打印假體是通過計算機三維模型設計，雖可提高匹配性，但是，由于其表面是鈦金屬，周圍骨組織并不會長入假體表面，可導致無菌性松動、感染和假體結構失敗等，影響3D打印假體的療效和使用壽命。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種3D打印仿骨小梁多孔承重增強金屬假體，不僅具有較好的負重能力，而且能夠刺激或誘導界面骨組織長入到假體表面。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明公開的3D打印仿骨小梁多孔承重增強金屬假體，3D打印仿骨小梁多孔承重增強金屬假體，包括承重部，所述承重部為實性結構，承重部外表面設有界面層，所述界面層為仿骨小梁結構，所述仿骨小梁結構的孔隙率從外層至內層逐漸減小，所述界面層由3D打印制造，所述承重部為鑄造，承重部與界面層固定連接。

本發明的實現方式：

1、根據骨缺損部位，估計所需的負重能力；

2、根據骨缺損模型，設計出完美匹配的整體設計結構。該假體分為承重部和界面層。界面層要求具有完美匹配性。承重部的負重能力要滿足骨缺損部位的應力。完成設計的假體通過solidworks軟件匹配功能、剖面功能，更直觀的從橫斷面上觀察假體和周圍骨的匹配情況，并及時發現問題及處理；

3、設計界面層：與周圍骨接觸的假體表面3-5mm，設計骨小梁結構，刺激或誘導周圍骨長入到假體表面，實現假體與周圍骨的生物性重建，降低假體松動率，延長假體使用時間；

4、設計承重部：根據所計算出來的應力，設計出滿足該負重程度的實心結構；

5、承重部和界面層由3D打印一體制造；或者界面層由3D打印制造而承重部為鑄造，然后將界面層套在承重部后固定連接。

優選的，所述承重部與界面層通過選擇性激光燒結連接。

優選的，所述承重部與界面層通過激光熔覆連接。

進一步的，所述界面層厚度為3-5mm。

優選的，所述仿骨小梁結構的表面涂覆有羥基磷灰石涂層。

優選的，所述羥基磷灰石涂層由等離子噴涂制得。

進一步的，所述羥基磷灰石涂層由化學沉積、電化學沉積制得。

進一步的，所述羥基磷灰石涂層為納米涂層。

本發明具有以下有益效果：

1.可實現生物型重建，提高假體穩定性，提高使用壽命；

2.可有效拓展3D打印假體的應用范圍至負重骨；

3.界面層由3D打印制造而承重部為鑄造，然后將界面層套在承重部后固 定連接，能夠提高假體的承重能力；

4.界面層厚度為3-5mm，能夠實現與骨界面的良好結合，同時保證假體的強度；

5.羥基磷灰石涂層能夠使得假體與骨界面良好結合；

6.等離子噴涂使得涂層致密，粘結強度高；

骨小梁是骨皮質在松質骨內的延伸部分，即骨小梁與骨皮質相連接，在骨髓腔中呈不規則立體網狀結構，如絲瓜絡樣或海綿狀，起支持造血組織的作用。仿骨小梁結構即類似骨小梁的絲瓜絡樣或海綿狀的結構，其空隙之間為通路。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖(圖中本發明為球形，實際按照替換的骨骼設計成不同形狀)；

圖2為圖1的剖視圖；

圖3為圖2的A部放大視圖；

圖中：1-承重部、2-界面層。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。

本發明公開的3D打印仿骨小梁多孔承重增強金屬假體，3D打印仿骨小梁多孔承重增強金屬假體，包括承重部1，承重部1為實性結構，承重部1外表面設有界面層2，界面層2為仿骨小梁結構，仿骨小梁結構的孔隙率從外層至內層逐漸減小，界面層2由3D打印制造，承重部1為鑄造，承重部1與界面層2固定連接。

優選的，承重部1與界面層2通過選擇性激光燒結連接。

優選的，承重部1與界面層2通過激光熔覆連接。

進一步的，界面層2厚度為3-5mm。

優選的，仿骨小梁結構的表面涂覆有羥基磷灰石涂層。

優選的，羥基磷灰石涂層由等離子噴涂制得。

進一步的，羥基磷灰石涂層由化學沉積、電化學沉積制得。

進一步的，羥基磷灰石涂層為納米涂層。

當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。