[0066]2)利用Surfacerl0.7軟件，在步驟I)得到的計算機輔助設(shè)計模型上構(gòu)建硬組織缺損部位的實體模型；
[0067]3)利用CAD軟件，結(jié)合患者硬組織缺損部位的力學(xué)性能，在步驟2)得到的硬組織缺損部位的實體模型的表面及內(nèi)部構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)，得到硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型(其整體呈多孔正方體，長度為10mm，孔隙率為50%，孔呈圓形，孔徑為500μπι，孔壁厚度為200μηι)；
[0068]4)根據(jù)步驟3)得到的硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型，利用選區(qū)激光熔化快速成型方法使粒徑為70μπι左右的不規(guī)則鉭粉快速成型(激光功率為160W，掃描速度為300mm/s，層厚為40μπι;整個成型過程在氬氣環(huán)境中進行)，得到修復(fù)體實體，然后真空退火(退火溫度為500°C，保溫時間為2h，然后自然冷卻)，即得到個性化硬組織缺損修復(fù)體。
[0069]通過材料力學(xué)萬能測試儀，測得實施例7制得的個性化硬組織缺損修復(fù)體的彈性模量為16Gpa，壓縮強度為340Mpa。
[0070]實施例8
[0071]I)采集患者硬組織缺損部位的CT圖像數(shù)據(jù)，利用Mimics7.0軟件進行三維重建，生成標準數(shù)據(jù)格式的計算機輔助設(shè)計(CAD)模型；
[0072]2)利用Surfacerl0.7軟件，在步驟I)得到的計算機輔助設(shè)計模型上構(gòu)建硬組織缺損部位的實體模型；
[0073]3)利用CAD軟件，結(jié)合患者硬組織缺損部位的力學(xué)性能，在步驟2)得到的硬組織缺損部位的實體模型的表面及內(nèi)部構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)，得到硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型(其整體呈多孔圓柱狀，直徑為4臟，長度為10mm，孔隙率為40%，孔呈方形，孔徑為200μπι，孔壁厚度為400Μ1);
[0074]4)根據(jù)步驟3)得到的硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型，利用選區(qū)激光熔化快速成型方法使粒徑為小于80μπι的不規(guī)則鋯粉快速成型(激光功率為100W，掃描速度為150mm/s，層厚為50μπι;整個成型過程在氬氣環(huán)境中進行)，得到修復(fù)體實體，然后真空退火(退火溫度為450°C，保溫時間為2h，然后自然冷卻)，即得到個性化硬組織缺損修復(fù)體。
[0075]實施例9
[0076]I)采集患者硬組織缺損部位的CT圖像數(shù)據(jù)，利用Mimics7.0軟件進行三維重建，生成標準數(shù)據(jù)格式的計算機輔助設(shè)計(CAD)模型；
[0077]2)利用Surfacerl0.7軟件，在步驟I)得到的計算機輔助設(shè)計模型上構(gòu)建硬組織缺損部位的實體模型；
[0078]3)利用CAD軟件，結(jié)合患者硬組織缺損部位的力學(xué)性能，在步驟2)得到的硬組織缺損部位的實體模型的表面及內(nèi)部構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)，得到硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型(其整體呈多孔圓柱狀，直徑為3.5mm，長度為12mm，孔隙率為60%，孔呈方形，孔徑為550μπι，孔壁厚度為300Μ1);
[0079]4)根據(jù)步驟3)得到的硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型，利用選區(qū)激光熔化快速成型方法使粒徑為小于60μπι的不規(guī)則鈦粉快速成型(激光功率為180W，掃描速度為500mm/s，層厚為25μπι;整個成型過程在氬氣環(huán)境中進行)，得到修復(fù)體實體，然后真空退火(退火溫度為700°C，保溫時間為1.5h，然后自然冷卻)，即得到個性化硬組織缺損修復(fù)體。
[0080]實施例10
[0081]I)采集患者硬組織缺損部位的CT圖像數(shù)據(jù)，利用Mimics7.0軟件進行三維重建，生成標準數(shù)據(jù)格式的計算機輔助設(shè)計(CAD)模型；
[0082]2)利用Surfacerl0.7軟件，在步驟I)得到的計算機輔助設(shè)計模型上構(gòu)建硬組織缺損部位的實體模型；
[0083]3)利用CAD軟件，結(jié)合患者硬組織缺損部位的力學(xué)性能，在步驟2)得到的硬組織缺損部位的實體模型的表面及內(nèi)部構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)，得到硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型(其整體呈多孔圓柱狀，直徑為2.5mm，長度為11mm，孔隙率為70%，孔呈圓形，孔徑為600μπι，孔壁厚度為250μπι);
[0084]4)根據(jù)步驟3)得到的硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型，利用選區(qū)激光熔化快速成型方法使粒徑為小于50μπι的球形鉭粉快速成型(激光功率為150W，掃描速度為40mm/s，層厚為35μπι;整個成型過程在氬氣環(huán)境中進行)，得到修復(fù)體實體，然后真空退火(退火溫度為9000C，保溫時間為lh，然后自然冷卻)，即得到個性化硬組織缺損修復(fù)體。
[0085]實施例可以例舉許多，限于篇幅，這里不一一列出，總之，在本發(fā)明提供的范圍內(nèi)，根據(jù)患者硬組織缺損部位形態(tài)并通過設(shè)計孔結(jié)構(gòu)獲得修復(fù)體三維模型，借助選區(qū)激光熔化快速成型方法可獲得與修復(fù)體三維模型相同的修復(fù)體實體，其外形和力學(xué)性能與缺損部位精準匹配，可作為人工骨、髖關(guān)節(jié)或牙種植修復(fù)體使用。
【主權(quán)項】
1.一種個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)采集患者硬組織缺損部位的CT圖像數(shù)據(jù)，利用計算機軟件進行三維重建，生成標準數(shù)據(jù)格式的計算機輔助設(shè)計模型； 2)利用計算機軟件，在步驟I)得到的計算機輔助設(shè)計模型上構(gòu)建硬組織缺損部位的實體模型； 3)利用計算機軟件，結(jié)合患者硬組織缺損部位的力學(xué)性能，在步驟2)得到的硬組織缺損部位的實體模型的表面及內(nèi)部構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)，得到硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型； 4)根據(jù)步驟3)得到的硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型，利用選區(qū)激光熔化快速成型方法使醫(yī)用金屬材料成型，得到修復(fù)體實體，然后真空退火，即得到個性化硬組織缺損修復(fù)體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法，其特征在于，所述硬組織缺損部位的修復(fù)體三維模型為多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率為30?70%，且其表面及內(nèi)部的孔與孔之間貫穿連通，其中每個孔呈圓形或方形，孔徑為200?600μπι，孔壁厚度為200?400μπι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法，其特征在于，所述步驟4)中在選區(qū)激光熔化快速成型時，激光束的激光功率為100?180W，掃描速度為150?500mm/s，層厚為20?50μηι;整個成型過程在氬氣環(huán)境中進行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法，其特征在于，所述醫(yī)用金屬材料為鈦粉、鈦合金粉、鋯粉或鉭粉。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法，其特征在于，所述醫(yī)用金屬材料的粒徑小于80μηι。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法，其特征在于，所述步驟4)中的真空退火具體為:在真空條件下進行退火，退火溫度為450?900°C，保溫時間為I?2h，然后自然冷卻。7.權(quán)利要求1-6中任意一項所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體的制造方法制得的個性化硬組織缺損修復(fù)體，其特征在于，該個性化硬組織缺損修復(fù)體表面粗糙，其整體呈宏觀多孔結(jié)構(gòu)，且其外形和力學(xué)性能與硬組織缺損部位相匹配。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的個性化硬組織缺損修復(fù)體，其特征在于，該個性化硬組織缺損修復(fù)體的彈性模量為7?35GPa，抗壓強度為280?500Mpa。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種個性化硬組織缺損修復(fù)體及其制造方法。本發(fā)明提供的個性化硬組織缺損修復(fù)體為表面粗糙的多孔結(jié)構(gòu)金屬，外形和力學(xué)性能均能與患者硬組織缺損部位精確匹配。制備時首先根據(jù)患者硬組織缺損部位的形態(tài)和力學(xué)性能，設(shè)計出修復(fù)體三維模型，然后利用選區(qū)激光熔化快速成型方法獲得修復(fù)體實體，并對其進行退火處理，即得到該修復(fù)體。該方法工藝步驟簡單，周期短，材料利用率高，成本低，便于制造復(fù)雜形狀的硬組織缺損修復(fù)體，對修復(fù)體的個性化設(shè)計和快速制造更具有效率和經(jīng)濟優(yōu)勢。制得的修復(fù)體孔隙均勻，孔徑可調(diào)，且相互貫穿連通，彈性模量和抗壓強度與硬組織非常接近，可滿足作為生物醫(yī)用材料所需要的生物力學(xué)相容性要求。
【IPC分類】A61C13/08, A61F2/30, A61F2/28, A61F2/02
【公開號】CN105596116
【申請?zhí)枴緾N201510745949
【發(fā)明人】周建宏, 王小莉, 張亞妮, 馮愛玲
【申請人】寶雞文理學(xué)院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月5日