[发明专利]数字化定制骨科植入物的制造工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种数字化定制骨科植入物的制造工艺，属于骨科植入物制作技术领域。

背景技术

目前，骨折发生率很高，在其内固定治疗中，解剖型接骨板的应用较广泛。现有的解剖型接骨板由于患者个体在骨骼形态上存在的差异性和骨折的差异性，即个性化差异，即使接骨板制造商将其规格型号分得足够细，其接骨板与骨骼表面的吻合性与螺钉的位置等并不理想，术前必须准备足够的、可能用到的接骨板型号和规格，即便如此仍不可避免手术时医生临时性的再塑形，除非牺牲复位的正确性而迁就接骨板的形状。不仅增加了手术的随意性和操作难度，接骨板与骨表面的吻合性、内固定的稳定性和复位的正确性都难以保证。对于医用不诱钢、钛及钛合金材料而言，这种冷变形理论上是被禁止的，因为冷折弯将改变材料内部的金相结构，降低它的强度及耐腐蚀性。手术中接骨板的再塑形可能是导致内固定失败的原因之一。另外接骨板上螺钉孔的位置，有时不能满足固定所有骨折块的要求，有时螺钉孔正好在骨折线上，影响内固定的强度和效果。上述情况都可能是造成内固定失败的另一原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种数字化定制骨科植入物的制造工艺，它根据不同骨折形态专门设计、实现高精度复位和内固定，并且制作的骨科植入物表面贴合性好、厚薄合理。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种数字化定制骨科植入物的制造工艺，其特征在于该方法的步骤如下：a、扫描骨折患者的骨折部位，获得受伤骨折数据；b、将受伤骨折数据导入3D医学有限元仿真软件中处理，得到骨折部位的3D立体图形；c、在3D医学有限元仿真软件中对骨折部位的3D立体图形进行处理，将受伤骨折部位进行医学三维重建复位，并得到医学三维重建复位后的3D图形数据；d、将医学三维重建复位后的3D图形数据导入三维工业设计软件中，根据手术要求及经验设计初步骨科植入物，并得到该初步骨科植入物的3D图形数据；e、将初步骨科植入物的3D图形数据导入3D医学有限元仿真软件中与医学三维重建复位后的骨折部位进行虚拟装配，并根据骨折部位复位情况确定该初步骨科植入物的螺钉孔位置及方向；f、再在三维工业设计软件中对初步骨科植入物进行虚拟打孔，并选择合适尺寸和型号的螺钉进行虚拟装配，得到整体的3D图形数据；g、将整体的3D图形数据导入3D医学有限元仿真软件中，验证骨科植入物的设计、螺钉孔设计以及螺钉打入位置和方向的正确性，确定最终的骨科植入物的3D图形数据；h、将最终的骨科植入物的3D图形数据导入快速成型机堆积成实体的骨科植入物，制得成品。

进一步，所述的步骤g中，将医学三维重建复位后的3D图形数据也导入3D医学有限元仿真软件中，与整体的3D图形数据虚拟装配，并模拟分析最终的骨科植入物在人体内在日常活动中的受力情况。

进一步，所述的步骤a中，扫描骨折患者的骨折部位的方法为CT扫描或核磁共振。

进一步，所述的3D医学有限元仿真软件为Mimics或Simpleware 或ANSYS或ABAQUS软件。

进一步，所述的三维工业设计软件为PRO-E软件或UG 或CATIA软件。

更进一步，所述的快速成型机为3D打印机。 

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：

1、本发明实现了由标准化加工到个性化、柔性加工的创新。

2、本发明实现了由通用的近似结构到一人一板的精确结构的创新，使得骨科植入物的吻合性更好，内固定失败的概率大大降低。

3、本发明实现了由复杂到简单，由选型、临时塑形到“傻瓜”式操作的创新，不用临时塑形，就不降低产品性能，而且手术时间短，质量高。

4、快速成型机的应用，加快了骨科植入物的制作过程，并且制作的骨科植入物与3D图形数据误差很小，贴合更加吻合。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明，

一种数字化定制骨科植入物的制造工艺，该方法的步骤如下：

a、扫描骨折患者的骨折部位，获得受伤骨折数据；扫描骨折患者的骨折部位的方法为CT扫描，CT扫描条件：电压120 kV，电流120 mA，扫描时间1.5 s，连续扫描得到层厚0.5 mm，512×512象素，单象素大小0.583，水平面图像927幅，将Dicom格式原始数据导出备用。