一种定制化3D打印植入体表面粗糙度的制备方法与流程

本发明属于骨科植入医疗器械领域，涉及一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法。

背景技术：

1、3d打印可制造复杂几何结构的部件，实现一体化生产，3d打印采用的增材制造方式不会因结构的复杂性而增加成本。3d打印也可以实现传统工艺难以加工的蜂窝点阵结构，使3d打印产品在保证性能的前提下，大幅减轻重量；基于3d打印快速凝固的工艺特点，3d打印产品能够实现良好的力学性能，并保证强度。

2、3d打印金属的表面粗糙度较高，通常在ra 250-400+。许多常见的抛光后处理技术可以使3d打印零件达到表面粗糙度的要求。然而，这些工艺不一定是制造商独立完成的，当需要外包加工时，就会产生运输和管理费用等额外的成本。当需要多方参与时，质量问题的风险也会增加。

3、在生物医学领域，研究人员长期以来一直在研究植入体表面粗糙度对各种关键指标的影响——最显著的是骨整合。骨整合与植入体在手术后能够提供的稳定性直接相关，因此可以通过更快的融合时间和更好的骨向植入体中骨长入来获得更好的结果。

4、在骨科植入体表面粗糙度对植入体的骨长入效果有较大的影响。骨科植入物在患者体内反复受力，应力传播和材料缺陷等因素对骨科植入体表面处理能力至关重要。尤其是像钛合金这种3d打印金属材料中，减小骨科植入体表面缺陷，减小后处理工艺对植入体的表面损失至关重要。

5、传统的3d打印骨科植入体，往往在后处理阶段实现植入体表面处理，而后处理工艺往往是不可控制的，常常会造成植入体的表面缺陷和损伤，同时也无法对植入体表面粗糙度进行定制，从而导致3d打印骨科植入体制备效率降低，造成经济损失和人力浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，对3d打印植入体表面粗糙度的精准定制化制备提供了一种新的方案。

2、本发明提供了一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，包括如下步骤：

3、s1，获得患处骨影像学数据，建立骨生理模型；

4、s2，根据所述骨生理模型，设计所述3d打印植入体结构模型；

5、s3，基于隐式方程算法，设计所述3d打印植入体表面的凸起结构；

6、s4，合并所述3d打印植入体结构模型和所述凸起结构

7、可选地，所述步骤s3具体包括，在所述隐式方程中设置所述凸起结构的设计参数，所述设计参数包括所述凸起结构的间距、尺寸、形状、方向。

8、可选地，通过设置所述隐式方程中的距离场参数调整所述凸起结构的设计参数。

9、可选地，在所述步骤s4中，所述合并的算法包括布尔运算。

10、可选地，在所述步骤s2中，设计所述3d打印植入体结构模型的平台包括商业软件、隐式方程。

11、可选地，所述3d打印植入体材质包括金属、聚合物。

12、根据本发明的技术方案，上述发明具有如下优点或有益效果：

13、通过在3d打印植入体建模阶段，精准定制3d打印植入体表面粗糙度，具体定制3d打印植入体表面凸起结构的间距、尺寸、形状、方向，对3d打印植入体表面粗糙度可控设计，进而简化后处理工艺，避免后处理造成植入体表面缺陷和应力集中现象，提高3d打印植入体制备效率及经济效益。

14、上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

技术特征：

1.一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，其特征在于，步骤s3具体包括，在所述隐式方程中设置所述凸起结构的设计参数，所述设计参数包括所述凸起结构的间距、尺寸、形状、方向。

3.根据权利要求2所述的一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，其特征在于，通过设置所述隐式方程中的距离场参数调整所述凸起结构的设计参数。

4.根据权利要求3所述的一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，其特征在于，在步骤s4中，所述合并的算法包括布尔运算。

5.根据权利要求4所述的一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，设计所述3d打印植入体结构模型的平台包括商业软件、隐式方程。

6.根据权利要求5所述的一种定制化3d打印植入体表面粗糙度的制备方法，其特征在于，所述3d打印植入体材质包括金属、聚合物。

技术总结
本发明公开了一种定制化3D打印植入体表面粗糙度的制备方法，包括如下步骤：S1，获得患处骨影像学数据，建立骨生理模型；S2，根据所述骨生理模型，设计所述3D打印植入体结构模型；S3，基于隐式方程算法，设计所述3D打印植入体表面的凸起结构；S4，合并所述3D打印植入体结构模型和所述凸起结构。本申请通过隐式方程设计3D打印植入体表面设计凸起结构，定制所述凸起结构的间距、尺寸、形状、方向。实现快速有效地定制3D打印植入体表面粗糙度，实现制备表面缺陷少、应力分布均匀、骨长入效果好的3D打印植入体。

技术研发人员：孙陆,马学为,王潇月,张靖,文晓宇,刘也
受保护的技术使用者：智塑健康科技（嘉兴）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15