一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，包括基于骨修补植入物的多层切片二维数据模型，采用激光选区熔化技术进行3D打印，制得骨修补植入物的假体蜡模；结合患者个体情况，对骨修补植入物的假体蜡模进行修整；基于修整的骨修补植入物的假体蜡模，采用精密熔模铸造的方式，制得金属材质的骨修补植入物。本发明有效缩短了骨修补植入物的制造周期，并且提高了骨修补植入物的精准性。
【专利说明】
一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法
技术领域
[0001]本发明涉及医学骨修补方法，特别涉及一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法。
【背景技术】
[0002]传统的骨修补植入物多采用数控精加工方式制造，但其生成周期长、成本高，不适用于个性化、定制化的骨修补手术。激光选区熔化技术作为一种新型快速成型技术，能够有效应用于生物医学制造领域;其采用激光高温加热使选区内材料完全熔化，逐层堆积制得实体零件，生产周期短，适用于小批量复杂实体零件的制造。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，解决现有技术中存在的上述问题。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0005]—种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0006]步骤I，基于原生骨的标准医学图像扫描原始数据，获取原生骨的三维模型；
[0007]步骤2，模拟真实手术方案，对所述原生骨的三维模型进行截骨操作，获取骨修补植入物的三维模型；
[0008]步骤3，在所述骨修补植入物的三维模型表面添加可与原生骨固定连接的镶嵌结构；
[0009]步骤4，将含有镶嵌结构的骨修补植入物的三维模型导入快速成型辅助软件中进行处理，获取骨修补植入物的多层切片二维数据模型；
[0010]步骤5，基于所述骨修补植入物的多层切片二维数据模型，采用激光选区熔化技术进行3D打印，制得骨修补植入物的假体蜡模；
[0011 ]步骤6，结合患者个体情况，对所述骨修补植入物的假体蜡模进行修整；
[0012]步骤7，基于修整的骨修补植入物的假体蜡模，采用精密熔模铸造的方式，制得金属材质的骨修补植入物。
[0013]本发明的有益效果是:有效利用激光选区熔化技术易成型，生产周期短的特点，快速制得骨修补植入物的假体蜡模;直接在假体蜡模上结合患者个体情况进行修整，并基于修整的骨修补植入物的假体蜡模，采用精密熔模铸造的方式，制得金属材质的骨修补植入物，有效避免前期假体蜡模制造各个环节的误差，提高最终金属材质的骨修补植入物的精准性;本发明有效缩短了骨修补植入物的制造周期，并且提高了骨修补植入物的精准性。
[0014]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0015]进一步，所述步骤2的具体实现为通过Mimics软件，对所述原生骨的三维模型进行截骨操作，获取骨修补植入物的三维模型。[ΟΟ??]进一步，所述步骤4中快速成型辅助软件为ontofab分层软件。
[0017]进一步，所述步骤5的具体实现为基于多层切片二维数据模型，采用激光选区熔化石蜡粉末;首先在基板上，通过控制激光扫描填充起始层模型轮廓内区域完成起始层加工；然后依次在已完成加工层上新铺一层石蜡粉末，再次通过控制激光扫描填充当前层模型轮廓内区域完成当前层加工;反复进行直至所有层加工完成。
[0018]进一步，所述激光选区熔化技术进行3D打印的工艺参数为:加工层厚度0.03?
0.035臟，扫描速度500?700臟/8，激光功率150?1701
[0019]进一步，所述金属材质为纯钛金属、钛合金或不锈钢。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是，纯钛金属、钛合金和不锈钢具有良好的生物相容性及机械性。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0023]如图1所示，一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0024]步骤I，基于原生骨的标准医学图像CT/MRI扫描原始数据，获取原生骨的三维模型；
[0025]步骤2，模拟真实手术方案，通过Mimics软件，对所述原生骨的三维模型进行截骨操作，获取骨修补植入物的三维模型；
[0026]步骤3，在所述骨修补植入物的三维模型表面添加可与原生骨固定连接的镶嵌结构；
[0027]步骤4，将含有镶嵌结构的骨修补植入物的三维模型导入ontofab分层软件中进行处理，获取骨修补植入物的多层切片二维数据模型；
[0028]步骤5，基于所述骨修补植入物的多层切片二维数据模型，采用激光选区熔化石蜡粉末;首先在基板上，通过控制激光扫描填充起始层模型轮廓内区域完成起始层加工;然后依次在已完成加工层上新铺一层石蜡粉末，再次通过控制激光扫描填充当前层模型轮廓内区域完成当前层加工；反复进行直至所有层加工完成，制得骨修补植入物的假体蜡模;其中，整个环节的工艺参数为:加工层厚度0.03?0.035mm，扫描速度500?700mm/s，激光功率150?170W;
[0029]步骤6，结合患者个体情况，对所述骨修补植入物的假体蜡模进行修整；
[0030]步骤7，基于修整的骨修补植入物的假体蜡模，采用精密熔模铸造的方式，制得金属材质的骨修补植入物;其中，所述金属材质为纯钛金属、钛合金或不锈钢。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，基于原生骨的标准医学图像扫描原始数据，获取原生骨的三维模型； 步骤2，模拟真实手术方案，对所述原生骨的三维模型进行截骨操作，获取骨修补植入物的三维模型； 步骤3，在所述骨修补植入物的三维模型表面添加可与原生骨固定连接的镶嵌结构； 步骤4，将含有镶嵌结构的骨修补植入物的三维模型导入快速成型辅助软件中进行处理，获取骨修补植入物的多层切片二维数据模型； 步骤5，基于所述骨修补植入物的多层切片二维数据模型，采用激光选区熔化技术进行3D打印，制得骨修补植入物的假体蜡模； 步骤6，结合患者个体情况，对所述骨修补植入物的假体蜡模进行修整； 步骤7，基于修整的骨修补植入物的假体蜡模，采用精密熔模铸造的方式，制得金属材质的骨修补植入物。2.根据权利要求1所述一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现为通过Mimics软件，对所述原生骨的三维模型进行截骨操作，获取骨修补植入物的三维模型。3.根据权利要求1所述一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，所述步骤4中快速成型辅助软件为ontofab分层软件。4.根据权利要求1所述一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，所述步骤5的具体实现为基于多层切片二维数据模型，采用激光选区熔化石蜡粉末；首先在基板上，通过控制激光扫描填充起始层模型轮廓内区域完成起始层加工;然后依次在已完成加工层上新铺一层石蜡粉末，再次通过控制激光扫描填充当前层模型轮廓内区域完成当前层加工;反复进行直至所有层加工完成。5.根据权利要求4所述一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，所述激光选区熔化技术进行3D打印的工艺参数为:加工层厚度0.03?0.035mm，扫描速度500?700mm/s，激光功率150?170W。6.根据权利要求1至5任一所述一种基于激光选区熔化技术制备骨修补植入物的方法，其特征在于，所述金属材质为纯钛金属、钛合金或不锈钢。
【文档编号】B22C9/04GK106079458SQ201610375958
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】郑立, 赵劲民, 蒋童蒙, 陈啸禹, 张金璐
【申请人】广西医科大学