一种多孔人工颞下颌关节结构及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人工骨骼技术领域，特别是一种多孔人工颞下颂关节结构及制造方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中的，人工颞下颂关节一般使用成品人工关节，其关节形态单一，为平面带螺钉孔的钛板加上上端半圆形仿髁突结构。该结构不符合自然髁突的解剖形态，不能实现髁突的滑动以及转动结合的功能性运动;此外，多数髁突假体为批量生产的成品，尺寸设计难以满足每个患者的需要。
[0003]即使以金属3D打印技术制备的人工颞下颂关节能够满足患者的个性化结构需求，但其整体密度仍然与患者的原生骨骼有较大差异，既难以与人体组织结合，又容易产生应力集中。所以还需进一步改进人工颞下颂关节结构及制造方法。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种多孔人工颞下颂关节结构，其具有与患者原生骨骼相近似的强度和韧度，能避免植入后产生应力集中，且多孔结构能帮助周边组织与人工颞下颂关节相互
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[0005]—种多孔人工颞下颂关节结构，包括喙突、髁突、髁突颈部和设有钉孔的钛板，所述喙突突起于髁突颈部上端的前缘，所述髁突突起于髁突颈部上端的后缘，所述钛板设置于髁突颈部下端，所述人工颞下颂关节为多孔构件，由多个网格单元组成，所述网格单元是镂空截角八面体，所述网格单元的框架厚度为200?300μπι，所述网格单元的孔径为500?1250μπι，所述多孔体的孔隙率为75%?80%。
[0006]本发明所述网格单元以线性排列或紧密排列连接而成。所述线性排列是指多个截角八面体按完全相同的空间构型进行连接，通过相同的面对接串联成线形组，随后以线形组横向并排连接成面组，最后以面组上下并排连接成多孔体。所述紧密排列是指多个截角八面体在堆叠时，任意一个截角八面体的每一个表面均与另一个截角八面体相同形状的表面对接。
[0007]本发明所述网格单元之间高度互联，所述多孔体呈现空间网格状。
[0008]本发明所述人工颞下颂关节是钛或钛合金构件。
[0009]还公开了上述多孔人工颞下颂关节结构的制造方法:
1)获取目标颞下颂关节的数字模型；
2)对步骤I)的数字模型进行受力模拟分析，获取颞下颂关节各部分的受力分布；
3)以三维制图软件构建镂空截角八面体，并将所得的镂空截角八面体线性排列或紧密排列合并为多孔构件；
4)根据步骤2)所得受力分布对步骤3)的多孔构件进行优化，对于受力较大部分进行结构加固，获得最终模型； 5)将最终模型进行分层处理，生成相应的扫描路径，保存并导出相应的工艺参数；
6)将所述工艺参数导入3D打印设备，进行3D打印；
7)对步骤6)所得的人工多孔骨结构体采用喷砂处理，并进行超声波清理，除去表面粘熔残余的材料。
[0010]其中，所述步骤5)具体包括以下步骤:
5-1)所述3D打印设备设有基板，在基板上均匀铺上钛粉层；
5-2)利用高能激光按扫描路径扫描基板上的钛粉层，使钛粉层融化冷却固结在基板上；
5-3)在已经固结的钛粉层上再铺上新的钛粉层，并按扫描路径对新的钛粉层进行激光扫描；
5-4)重复步骤5-3)，直至人工颞下颂关节完全成型，再将成型的人工颞下颂关节从基板上取出。
[0011]进一步地，步骤5)所述的工艺参数包括颞下颂关节工件的摆放位置、摆放方式，以及激光的扫描方式、扫描速度、功率和光斑直径。
[0012]进一步地，所述激光的功率为50?200W，激光的光斑直径为50?180μπι，激光的扫描速度为50?500mm/s。
[0013]上述方法中，所述钛粉层的厚度为10?80μπι;所述钛粉层由球状颗粒纯钛粉末组成，球状颗粒纯钛粉末直径为10?ΙΟΟμπι。
[OOM] 上述方法中，所述步骤5-1)至步骤5-4)，颞下颂关节工件均在99.999wt.%的氩气保护环境中进行成型加工。
[0015]本发明公开的多孔人工颞下颂关节结构具有如下优点:
a.根据每个人不同进行结构定制化制造，根据病患具体情况进行结构优化；
b.为防止应力遮挡，将多孔结构融入关节结构设计，使植入结构弹性模量与骨相近；
c.通过使用多孔结构，控制孔隙大小，增加人体组织与多孔关节的结合，增加长期稳定性；
d.根据关节受力分布设置结构，对于受力较大部分进行孔隙率降低操作提高致密度，对于受力较小的部分进行孔隙率提高降低致密度，孔隙率可选范围为40%?85%;
e.使用纯钛植入材料，具有更好的生物相容性；
f.使用多孔材料降低植入零件重量，节省粉末材料。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
[0017]图1是本发明颞下颂关节设计制造流程框图；
图2是所述颞下颂关节多孔结构示意图；
图3是所述颞下颂关节轮廓图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
[0019]如图2和3所示，一种多孔人工颞下颂关节结构，包括喙突3、髁突1、髁突颈部2和设有钉孔5的钛板4，所述喙突3突起于髁突颈部2上端的前缘，所述髁突I突起于髁突颈部2上端的后缘，所述钛板4设置于髁突颈部2下端，所述人工颞下颂关节为多孔构件，由多个网格单元组成，所述网格单元是镂空截角八面体，所述网格单元的框架厚度为200?300μπι，所述网格单元的孔径为500?1250μπι，所述多孔体的孔隙率为75%?80%。
[0020]进一步作为优选的实施方式，所述网格单元以线性排列或紧密排