[发明专利]一种个性化定制型多孔钽植入物及其制备方法

摘要

本发明公开了一种个性化定制型多孔钽植入物及其制备方法，首先采用CT或MRI扫描得到自然骨的多平面重建图像，并设计个性化植入物外形，进行抽壳处理，在壳内部设计网架；利用快速成型机制造薄壳和内部网架的原型；将钽粉和可烧失的小球混合均匀，加入到分散剂中，制成粉末与小球混合浆料，将浆料填充到原型支架中，进行真空干燥，得到素坯，在1000～1200℃保护气氛围中进行低温烧结脱脂，得到低强度多孔钽体，再在1800～2500℃保护气氛围中进行高温烧结强化，得到最终个性化定制型多孔钽植入物。本发明中网架和小球烧失后可形成连通的主管道及球形孔洞，主管道能防止通道堵塞，有利于营养物质输送，球形孔洞有利于骨细胞粘附和生长，植入物与人体骨弹性模量相当。

主权项

一种个性化定制型多孔钽植入物的制备方法，其特征在于，包括如下的步骤：1)利用骨组织的CT或MRI多平面重建图像，在三维建模软件中重建骨组织三维模型，然后将骨组织三维模型导入到反求软件中，设计出个性化骨植入物三维模型；2)对个性化骨植入物三维模型进行抽壳处理，得到抽壳后模型外壳(1)，然后在抽壳后模型外壳(1)内部添加纵横交错的网架(3)，得到内部含有网架(3)的个性化骨植入物三维壳体模型，其中，三维壳体模型的厚度h为0.5～2.5mm，网架直径d为0.5～2.5mm，相邻网架(3)之间的间距为1～10mm；3)利用3D打印机制备步骤2)中的内部含有网架的个性化骨植入物三维壳体模型，得到3D打印物理模型(4)；4)将可烧失小球、钽粉和分散剂混合均匀，配置成混合浆料(5)，其中，可烧失小球的材料为可发性聚苯乙烯树脂，可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂，可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂，或石蜡中的一种；可烧失小球的直径为0.3～1.5mm，钽粉粒度为3～50μm，分散剂为质量分数30％～50％三乙二醇水溶液、质量分数3％～9％聚乙烯醇水溶液或糠醛树脂中的一种，且可烧失小球与钽粉的体积比为2～4.5:1，可烧失小球和钽粉总体积与分散剂的体积比为4～8:1；5)将步骤4)中得到的混合浆料(5)注入到步骤3)制备的3D打印物理模型(4)中，对注入模型的混合浆料(5)加压3～5Mpa，然后在真空中干燥处理，得到素坯；6)将步骤5)中得到的素坯置入真空炉中，在1000～1200摄氏度的温度下，进行脱脂处理，得到脱脂后的低强度多孔钽体，其中，真空炉中通有保护气，将素坯以4～10℃/min的速率升温到1000～1200℃，保温1～2小时后冷却至室温；7)将步骤6)中得到的脱脂后的低强度多孔钽体放置到1800～2500摄氏度的高温真空炉中烧结强化，得到个性化定制型多孔钽植入物，其中，该个性化定制型多孔钽植入物包括多孔钽支架钽体(8)，纵横交错的网架(3)烧失后形成多孔钽支架钽体(8)上的多孔钽支架主管道结构(7)，混合浆料(5)中的可烧失小球和分散剂烧失后，形成若干连通的多孔钽支架孔洞结构(6)；其中，真空炉中通有保护气，将脱脂后的低强度多孔钽体升温至1200～1400℃，保温1～2小时，再升温至1800～2500℃，保温0.5～1小时，再冷却至1300～1400℃，保温1～2小时，最后随炉冷却至室温，得到脱脂后的低强度多孔钽体。