[发明专利]一种基于分层片状杆连接的多孔网状结构骨科修复植入体的设计制作方法及植入体

权利要求书

1.一种基于分层片状杆连接的多孔网状结构骨科修复植入体的设计制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)CT数据的获取及三维实体模型的建立

①用CT或者CBCT对患者病变部位包括缺损部位，进行数字影像的拍摄，获得CT图像，并将图像数据存储在存储设备中；

②病变部位骨骼三维实体模型的建立：根据患者CT影像数据，利用三维重建软件建立患者病变部位的骨骼三维实体模型，并由此确定患者病变位置；

2)病变部位修复模型的建立

①根据患者病变区域，将患者的病变部分完整切除，获得病变部位骨缺损区域；

②根据病变部位骨缺损区域的不同，采取镜像或者曲面补孔的方式修复缺损区域，得到病变部位的修复模型；

3)个性化分层片状杆连接的多孔网状修复植入体的设计

在病变部位修复模型的基础上，对修复模型的三维结构进行降低维度处理，转化为二维曲面，然后进行分层设计，根据骨骼组织在梯度方向上孔隙变化的特点，在每层设计不同孔径大小的多孔结构，并且相邻上下两层通过连杆连接，将各个层面结构组成整体结构，最终得到一个完整的个性化的分层片状杆连接的多孔网状修复植入体；

4)个性化分层片状杆连接的多孔网状修复植入体的制作

①选择具有较好生物相融性的材料；

②根据所选的材料，利用3D打印机进行3D打印，获得修复植入体的实物模型；

③打印完成后进行喷砂、抛光、超声清洗后处理操作，最终得到修复植入体成品；

5)修复植入体生物活化处理

对修复植入体成品进行反应前预处理，然后将其作为反应基底，配置适合二氧化钛薄膜生长的反应溶液，并在合适温度下进行水热反应，进而在其表面获得适合骨组织结合的二氧化钛薄膜。

2.如权利要求1所述的一种基于分层片状杆连接的多孔网状结构骨科修复植入体的设计制作方法，其特征在于：所述步骤3)个性化分层片状杆连接的多孔网状修复植入体设计的具体步骤如下：

①修复部位的应力分布：以修复模型为基础，构建包括修复部位的肌肉力约束、加载载荷、自由度约束边界条件的有限元分析模型，进行仿真计算后得到修复植入体的应力分布；

②个性化分层片状设计：提取修复模型的表面，以此表面为基础，对三维表面进行降低维度处理，转化为二维曲面，向内以不同的距离等距，然后加厚生成实体，生成若干层的片状结构；

③分层片状多孔设计：根据修复部位的应力分布和最大应力值，确定分层片状上的孔结构大小，设计得到分层片状结构。

④分层片状结构间的连杆设计：根据修复体应力分布，沿着拉伸应变曲线方向布置层间的连杆，得到最终的修复植入体。

3.一种基于如权利要求1所述的设计制作方法制作的骨科修复植入体，其特征在于：包括多层片状结构，每层片状结构是由多个单元孔组成的网状结构，每个单元孔采用的是正六边形结构，相邻两层的片状结构上的单元孔采用错位布置，同时，相邻两层片状结构的单元孔的每个节点之间通过连杆连接；每层片状结构上的单元孔的孔径大小不同。