[发明专利]一种基于CT影像的3D打印仿真骨的制造方法

权利要求书

1.一种基于CT影像的3D打印仿真骨的制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)根据仿真骨的力学属性，进行微结构的设计，所述微结构的设计以骨内部骨小梁的真实形态为依据，进行简化等效，对于不同的解剖部位有不同曲面模式的微结构与之对应；

(2)建立临床CT信息和仿真骨的骨力学属性的关联，按照骨的CT值将骨分为若干个区域，对于每个区域赋予不同孔隙率的等效微结构；

(3)不同孔隙率的微结构分区间设有过渡区，过渡区的胞元特征参数通过函数控制，实现不同孔隙率的微结构分区间的平滑过渡；

(4)通过3D打印技术重建力学等效仿真骨。

2.根据权利要求1所述一种基于CT影像的3D打印仿真骨的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中过渡区胞元特征参数的变化规律如公式1所示：

其中，X₁、X₂分别表示两种不同孔隙率微结构边界的相对位置；

所述公式1中的K为比例系数，其表达式如公式2所示：

其中，X₁、X₂分别表示两种不同孔隙率微结构边界的相对位置；

当微结构为板状类骨结构时，R₁、R₂分别代表两种孔隙率板状类骨结构的板厚度，r表示不同孔隙率结构衔接区域的任一位置的板厚度；

当微结构为柱状类骨结构时，R₁、R₂分别代表两种孔隙率柱状类骨结构的柱横截面直径，r表示不同孔隙率结构衔接区域的任一位置的柱横截面直径。

3.根据权利要求1所述一种基于CT影像的3D打印仿真骨的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中的仿真骨，通过改变微结构胞元的各参数来控制结构的孔隙率，进而调控其力学性能，达到与不同密度人体松质骨的力学等效。

4.根据权利要求1所述一种基于CT影像的3D打印仿真骨的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中的仿真骨，对于不同的解剖位置，骨小梁的结构形态不同，其中，股骨头股骨颈处为板状结构，而腰椎处为柱状结构。

5.根据权利要求1所述一种基于CT影像的3D打印仿真骨的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中用于3D打印的材料为光敏树脂混合陶瓷或金属氧化物粉末，掺混质量比例范围为0-30％，具体根据骨质疏松的严重程度，以达到和人骨皮质力学性能相近的水平为准。