一種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及骨科髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中使用的模具，特別涉及一種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著三維打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用的深入，三維打印的個性化髖關(guān)節(jié)植入物金屬假體也越來越多，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染是一個十分難解決的并發(fā)癥，治療非常困難。目前應(yīng)用最普遍的是進(jìn)行二次翻修手術(shù):第一次手術(shù)將人工關(guān)節(jié)假體取出，并進(jìn)行徹底的清創(chuàng)；待患者感染得到控制后，再進(jìn)行第二次手術(shù)植入新的假體。在手術(shù)間隔期間需要將取出假體后的空位置用其它物體占住，以防止關(guān)節(jié)周圍軟組織攣縮而給第二次手術(shù)造成困難?？股毓撬嗾嘉黄鞯氖褂每煞乐管浗M織攣縮，同時可以控制感染，目前，使用關(guān)節(jié)型抗生素占位器進(jìn)行二期翻修手術(shù)已經(jīng)成為國際上公認(rèn)的方法。髖關(guān)節(jié)占位器多采用骨水泥制作，為防止感染及減少手術(shù)時間，占位器的制作需要在手術(shù)室中現(xiàn)場制作，以保持無菌環(huán)境。這就要求占位器的制作要方便快捷、可靠、制作精度有保障。傳統(tǒng)抗生素骨水泥占位器的制作有手工捏模成型法和利用系列化的成形模具制作。
[0003]手工捏模成型的占位器，利用骨水泥及抗生素按一定比例配伍，捏制成與患者骨質(zhì)差不多形狀的占位器，因其精度低，關(guān)節(jié)面形狀不能很好地與患者骨質(zhì)擬合，容易造成占位器與髖白骨質(zhì)間發(fā)生磨損而造成進(jìn)一步的骨質(zhì)丟失，患者在手術(shù)間隔期活動受到較大的限制，而且制作時間長。
[0004]利用模具在手術(shù)中直接制作占位器在一定程度上解決了關(guān)節(jié)面粗糙問題，在形狀上也更能符合患者骨質(zhì)形態(tài)。模具根據(jù)材料不同主要分為兩種，一種是金屬型的，可反復(fù)滅菌重復(fù)利用，常用的模具為股骨頭部件及股骨干部件一體的結(jié)構(gòu)，型號可選擇性少;而能實現(xiàn)不同尺寸的股骨頭部件與不同尺寸的股骨髓腔部件自由匹配的髖關(guān)節(jié)占位器模具結(jié)構(gòu)又比較復(fù)雜，且金屬模具需要機(jī)械加工，成本較高；另一種是塑料模具，也是預(yù)先制造好的商品化的塑料模具，經(jīng)過特定通道，利用骨水泥槍將帶抗生素的骨水泥注入到塑料模具中，當(dāng)骨水泥硬化后，將塑料模具沿著特定方向剪開，就可將成型的占位器取出使用，此種塑料占位器模為一次性消耗品，用完即棄，不可重復(fù)利用，因而庫存量大。商品化的占位器減少了術(shù)中直接制作占位器的時間，加快了手術(shù)進(jìn)程，但是這種占位器費用高，增加患者負(fù)擔(dān)，且?guī)齑媪看螅锜o菌包裝，存在有效期問題。而且這種模具是系列化的，不能實現(xiàn)個性化的占位器模具制作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，制作出的模具能實現(xiàn)個性化、低成本、快速制作占位器。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，包括如下步驟:
[0008]I)掃描患者髖關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到Mimics建模軟件，通過形態(tài)學(xué)處理，生成可視化髖關(guān)節(jié)三維模型，在Geomagic軟件中對髖關(guān)節(jié)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化，得到髖關(guān)節(jié)實體模型；
[0009]2)將髖關(guān)節(jié)實體模型導(dǎo)入正向設(shè)計軟件UG，結(jié)合占位器模型庫設(shè)計占位器模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計上?；蛳履?；
[0010]3)利用三維打印機(jī)打印所述占位器模型和上模或下模，打印完成后進(jìn)行打磨；
[0011 ] 4)將硅膠料液與固化劑按體積比100: (1-2)的比例進(jìn)行混合，并攪拌3-5分鐘，使其充分混合；
[0012]5)將打印出的占位器模型放入打印出的上模或下模型腔內(nèi)，并做模框?qū)⑵鋰?，在打印出的占位器股骨髓部分靠近股骨頭部分中心粘接一根圓棒以便形成澆注口，在占位器股骨髓尾部放置一根小圓柱以便形成排氣口通道，以此作為倒模母版，將步驟4)混合好的硅膠灌注入?？騼?nèi)；
[0013]6)將灌注好的硅膠抽真空18-22分鐘，使其氣泡溢出，之后靜置12-14小時，使硅膠固化；
[0014]7)固化后的硅膠則為占位器的下模或上模，將打印出的占位器模型放入該下模或上模型腔內(nèi)，在硅膠模具上面涂一層凡士林，以此為母版將步驟4)混合好的硅膠灌注入模框內(nèi)，按照步驟6)制作硅膠上?；蛳履?，兩個硅膠模具配合起來即為髖關(guān)節(jié)占位器模具。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，制作的模具由硅膠材料制成，退讓性好，容易脫模，制作時間短，成本低廉;本模具由三維掃描、正向設(shè)計和三維打印技術(shù)獲得硅膠倒模母版，可個性化設(shè)計，精度高，制作出來的占位器與患者匹配性高。
[0017]本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實現(xiàn)和獲得。
【具體實施方式】
[0018]以下將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]實施例一
[0020]一種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，包括如下步驟:
[0021]I)掃描患者髖關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到Mimics建模軟件，通過形態(tài)學(xué)處理，生成可視化髖關(guān)節(jié)三維模型，在Geomagic軟件中對髖關(guān)節(jié)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化，得到髖關(guān)節(jié)實體模型；
[0022]2)將髖關(guān)節(jié)實體模型導(dǎo)入正向設(shè)計軟件UG，結(jié)合占位器模型庫設(shè)計占位器模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計上模；
[0023]3)利用三維打印機(jī)打印所述占位器模型和上模，打印完成后進(jìn)行打磨；
[0024]4)將硅膠料液與固化劑按體積比100:2的比例進(jìn)行混合，并攪拌3分鐘，使其充分混合；
[0025]5)將打印出的占位器模型放入打印出的上模型腔內(nèi)，并做?？?qū)⑵鋰。诖蛴〕龅恼嘉黄鞴晒撬璨糠挚拷晒穷^部分中心粘接一根圓棒以便形成澆注口，在占位器股骨髓尾部放置一根小圓柱以便形成排氣口通道，以此作為倒模母版，將步驟4)混合好的硅膠灌注入模框內(nèi)；
[0026]6)將灌注好的硅膠抽真空20分鐘，使其氣泡溢出，之后靜置12小時，使硅膠固化；
[0027]7)固化后的硅膠則為占位器的下模，將打印出的占位器模型放入該下模型腔內(nèi)，在硅膠模具上面涂一層凡士林，以此為母版將步驟4)混合好的硅膠灌注入模框內(nèi)，按照步驟6)制作硅膠上?；蛳履＃?、下硅膠模具配合起來即為髖關(guān)節(jié)占位器模具。
[0028]實施例二
[0029]—種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，包括如下步驟:
[0030]I)掃描患者髖關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到Mimics建模軟件，通過形態(tài)學(xué)處理，生成可視化髖關(guān)節(jié)三維模型，在Geomagic軟件中對髖關(guān)節(jié)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化，得到髖關(guān)節(jié)實體模型；
[0031]2)將髖關(guān)節(jié)實體模型導(dǎo)入正向設(shè)計軟件UG，結(jié)合占位器模型庫設(shè)計占位器模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計下模；
[0032]3)利用三維打印機(jī)打印所述占位器模型和下模，打印完成后進(jìn)行打磨；
[0033]4)將硅膠料液與固化劑按體積比100:1的比例進(jìn)行混合，并攪拌5分鐘，使其充分混合；
[0034]5)將打印出的占位器模型放入打印出的下模型腔內(nèi)，并做?？?qū)⑵鋰。诖蛴〕龅恼嘉黄鞴晒撬璨糠挚拷晒穷^部分中心粘接一根圓棒以便形成澆注口，在占位器股骨髓尾部放置一根小圓柱以便形成排氣口通道，以此作為倒模母版，將步驟4)混合好的硅膠灌注入模框內(nèi)；
[0035]6)將灌注好的硅膠抽真空22分鐘，使其氣泡溢出，之后靜置14小時，使硅膠固化；
[0036]7)固化后的硅膠則為占位器的上模，將打印出的占位器模型放入該上模型腔內(nèi)，在硅膠模具上面涂一層凡士林，以此為母版將步驟4)混合好的硅膠灌注入模框內(nèi)，按照步驟6)制作硅膠上?；蛳履?，兩個硅膠模具配合起來即為髖關(guān)節(jié)占位器模具。
[0037]本發(fā)明髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，制作的模具由硅膠材料制成，退讓性好，容易脫模，制作時間短，成本低廉;本模具由三維掃描、正向設(shè)計和三維打印技術(shù)獲得硅膠倒模母版，可個性化設(shè)計，精度高，制作出來的占位器與患者匹配性高。
[0038]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)掃描患者髖關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到Mimics建模軟件，通過形態(tài)學(xué)處理，生成可視化髖關(guān)節(jié)三維模型，在Geomagic軟件中對髖關(guān)節(jié)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化，得到髖關(guān)節(jié)實體模型； 2)將髖關(guān)節(jié)實體模型導(dǎo)入正向設(shè)計軟件UG，結(jié)合占位器模型庫設(shè)計占位器模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計上模或下模； 3)利用三維打印機(jī)打印所述占位器模型和上模或下模，打印完成后進(jìn)行打磨； 4)將硅膠料液與固化劑按體積比100:(1-2)的比例進(jìn)行混合，并攪拌3-5分鐘，使其充分混合； 5)將打印出的占位器模型放入打印出的上模或下模型腔內(nèi)，并做模框?qū)⑵鋰?，在打印出的占位器股骨髓部分靠近股骨頭部分中心粘接一根圓棒以便形成澆注口，在占位器股骨髓尾部放置一根小圓柱以便形成排氣口通道，以此作為倒模母版，將步驟4)混合好的硅膠灌注入?？騼?nèi)； 6)將灌注好的硅膠抽真空18-22分鐘，使其氣泡溢出，之后靜置12-14小時，使硅膠固化； 7)固化后的硅膠則為占位器的下?；蛏夏?，將打印出的占位器模型放入該下?；蛏夏Ｐ颓粌?nèi)，在硅膠模具上面涂一層凡士林，以此為母版將步驟4)混合好的硅膠灌注入?？騼?nèi)，按照步驟6)制作硅膠上模或下模，兩個硅膠模具配合起來即為髖關(guān)節(jié)占位器模具。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種個性化髖關(guān)節(jié)占位器模具制作方法，包括如下步驟：1)掃描患者髖關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并建立髖關(guān)節(jié)實體模型；2)在UG中結(jié)合髖關(guān)節(jié)實體模型及占位器模型庫設(shè)計占位器、上模或下模；3)利用三維打印機(jī)打印占位器模型和上?；蛳履?，之后打磨；4)將硅膠料液與固化劑攪拌混勻；5)組合打印出的占位器模型和上模或下模，用?？?qū)⑵鋰?，留出澆注口及排氣口通道，以此作為倒模母版，將混合好的硅膠灌入?？騼?nèi)；6)將灌注好的硅膠抽真空并靜置固化；7)固化后的硅膠則為占位器的下模或上模，組合占位器模型和硅膠模具，在硅膠模具上涂一層凡士林來倒硅膠上?；蛳履?，兩個硅膠模具即為髖關(guān)節(jié)占位器模具；該方法制作出的模具能實現(xiàn)個性化、低成本、快速制作占位器。
【IPC分類】A61F2/32, B29C39/10
【公開號】CN105666762
【申請?zhí)枴緾N201610114439
【發(fā)明人】伍權(quán), 孫立, 徐衛(wèi)平, 田曉濱, 胡圣波, 湯耿, 楊先騰, 楊勤
【申請人】貴州師范大學(xué), 貴州省人民醫(yī)院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月1日