[发明专利]个性化多孔甲状软骨支架制备方法

权利要求书

1.个性化多孔甲状软骨支架制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：使用高精度的医用CT对活体进行数据采集，并使用分割算法将甲状软骨区域分割出来，并将数据以文本格式导出；

步骤二：在逆向工程软件Geomagic Studio中，对上述步骤一所获得的轮廓点数据进行体外孤点剔除、减少噪音杂点、表面光顺和逆向三维造型；

步骤三：使用工业CAD软件UG-NX对已完成的个性化甲状软骨数字模型进行快速模具设计，并通过快速成型制备个性化甲状软骨快速模具；

步骤四：使用凝胶起泡法制备以羟基磷灰石颗粒为填充基质的泡沫浆料，将浆料注入步骤三所述的个性化甲状软骨快速模具中，并引发原位固化反应后完成软骨支架毛坯制备；

步骤五：将步骤四中制备的支架毛坯脱模后干燥并高温烧结，完成个性化多孔甲状软骨支架的制备。

2.根据权利要求1所述的个性化多孔甲状软骨支架制备方法，其特征在于，步骤一具体方法为：

（i）使用256层医学CT设备连续扫描活体，扫描电压为120～125KV，扫描层厚为0.625～0.750mm，分辨率1024*1024，视野窗口边长为140～280mm，获取DICOM格式二维断层灰度图片若干张，将这些图片数据导入MIMICS软件中并沿着螺旋扫描轴方向依次叠放，以矩形CT图片水平轴和垂线轴为X、Y轴，以垂直XY平面为Z轴建立空间直角坐标系；

（ii）使用阀值分割算法，阀值设定为78～86Hu，并配合分割算法在单张CT图片上将单层甲状软骨轮廓像素点分割出来，以此方法将所有的甲状软骨区域轮廓像素点提出来，再将所有的三维轮廓阵列中所有轮廓点的坐标值以（x.y.z）数据文本格式导出。

3.根据权利要求1所述的个性化多孔甲状软骨支架制备方法，其特征在于，步骤二具体方法为：

（i）将步骤一中导出的文本数据导入逆向工程软件Geomagic Studio中，并对所获得的轮廓点数据进行体外孤点剔除、减少噪音杂点和表面光顺，其中体外孤点命令的敏感系数设为67.0，减少噪音命令的参数类型选择自由曲面形状，平滑参数水平设为2，迭代次数为10，偏差限制在0.1mm，完成整体数据点的表面光顺处理；

（ii）利用上述步骤（i）中光顺后的点数据进行三维造型，在Geomagic Studio软件中选择精确曲面命令加载曲面重构命令菜单之后，使用曲率探测命令，曲率级别设为0.3，并勾选简化轮廓线复选框，在完成曲率探测命令之后在曲率突变区域辅助生成轮廓线；编辑自动生成的轮廓线使之能够将表面区域分割成近似矩形的四边域，并升级约束边界轮廓线作为分模线以完成轮廓线编辑；

（iii）轮廓线编辑完成后，点击构造曲面片命令，勾选自动估计曲面片数和检查路径相交复选框，待曲面片构造完成后检查路径相交提示栏，若出现路径相交情况需编辑清理相交路径，编辑曲面片路径以保证单个曲面片边界都成近似矩形的四边以保证NURBS曲面拟合算法的精确运行；在曲面片构造完成后便确定了模型曲面的大体拓扑结构，接着在软件中设置构造格栅命令，设置格栅命令分辨率为20，编辑和松弛格栅的分布使得曲面更加贴近三角形面片外形；完成格栅构造之后，点击拟合曲面命令完成曲面构造；

（iv）曲面拟合完成后，在拟合曲面命令下方选择拟合参数相近的曲面片，将零碎的曲面片合并成一个整体NURBS曲面。

4.根据权利要求1所述的个性化多孔甲状软骨支架制备方法，其特征在于，步骤三具体方法为：

（i）将上述步骤二中重构好的软骨NURBS曲面模型以IGES格式导入CAD软件UG-NX中，并沿着软骨模型的分模曲线分模，同时完成快速模具的浇注系统以及导柱设计；

（ii）将设计好的快速模具数字模型以三角形面片格式STL将模型导入快速成型配套软件CatalystEX系统中完成快速成型轨迹的设计工作，并使用熔融沉积法工作原理的快速成型机将快速模具制备出来，模具材料为工程塑料ABS，最后通过打磨光顺模具型腔表面即可获得个性化的甲状软骨成型快速模具以备用。