[發明專利]基于快速成型的人工生物活性骨骼的復合制造方法

無效

• 申請號: 02114421.4
• 申請日: 2002-01-23
• 公開（公告）號: CN1368386A
• 公開（公告）日: 2002-09-11
• 發明（設計）人: 李滌塵;盧秉恒;吳永輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61L27/00
• 分類號: A61L27/00;A61F2/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權

1、一種基于快速成型的人工生物活性骨骼的復合制造方法，其特征在于：

(1)人造骨的仿生CAD設計：

a、骨骼外形CAD設計，通過CT特征斷面測量或外表面測量，用特征數據點重構骨骼外形的三維CAD，并將其以STL數據格式表達；

b、骨骼內部骨髓腔的三維CAD設計，若基于CT斷面數據，可以用重構的方法構造骨髓腔CAD，若基于外表面的測量數據，可以利用外表面形狀建立數學模型來構造骨髓腔的CAD；

c、骨骼骨質組織的CAD設計，通過電子顯微鏡觀察骨骼微孔的尺寸以及分布規律，建立骨質組織微結構數學模型，構造骨骼的三維CAD，保證微孔空間完全導通；

d、通過以上三部分的仿生CAD建模設計，將外形CAD與內部CAD復合起來，構造出完整的骨骼CAD；

(2)成型系統：

a、以乳化糖作成型材料用熔融沉積的方法制造人工骨的反形(負型)；

b、對三維CAD數據進行分層處理，用分層制造的方法快速成型出骨骼外形和內部微結構的負型(反形)；

c、制作一個帶有可控加熱系統的加壓容器，容器底部開一個0.2mm的材料壓出孔，孔由電控開關控制開閉；

d、將整個系統安裝在X-Y工作臺上，有一個可以在Z方向運動的成型平臺，組成一個分層成型系統，將乳化糖裝入加壓容器實現分層制造；

(3)成型工藝：

將乳化糖裝入加壓容器中，將加壓容器的溫度控制在80-120℃、壓力控制在0.8Pa-1Pa來控制乳化糖的流動性和塑性，乳化糖在加熱后達到融化狀態后由材料壓出孔壓出，研究乳化糖壓出速度和X-Y運動速度與乳化糖成絲直徑的關系，以便通過速度來控制不同導管的直徑，骨外形和骨髓腔通過常規的逐層制造方法實現；

(4)骨生長因子和成骨細胞的復合：

將骨生長因子制成懸液，加入成骨細胞，制成生物活性劑，在無菌條件下將生物活性劑溫度準確地控制在36℃～38℃，以保證成骨細胞的活性，將生物活性劑倒入成型好的骨型腔中培養，以便于骨生長因子和成骨細胞能夠吸附到導管架上，然后，再將生物活性劑倒出來，使骨生長因子能保留在導管架上，成為植入人工骨的活性物質；

(5)復合成骨制造工藝：

為提高骨的強度，先在骨骼中插入鈦纖維，作為加強筋復合在骨中間，以提高替代骨的整體強度，用自凝固羥基磷酸鈣均勻后倒入經生物復合后的乳化糖骨負型腔中，逐步填實，待凝固后，用36℃～38℃的蒸餾水溶解掉外部的乳化糖成型材料，使羥基磷酸鈣人工骨呈現出來。

2、根據權利要求1所述的基于快速成型的人工生物活性骨骼的復合制造方法，其特征在于：所說的用熔融沉積的方法制造人工骨的反形(負型)，是將骨外形實體封閉，內部由骨髓體和微孔及其通管構成的實體網架，形成網狀的空腔結構。