[發(fā)明專利]聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310675564.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN103707507A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文征;趙繼;姜振華;張海博;趙帝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C67/00
• 分類號(hào): B29C67/00;G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法，其特征在于，該聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法包括以下步驟：獲取患者待植入部位的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)、從獲取的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)中提取出所需要的骨組織數(shù)據(jù)、建立仿生人工骨的三維數(shù)字模型、將人工骨三維數(shù)字模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化、將轉(zhuǎn)化后的文件輸入3D打印系統(tǒng)進(jìn)行人工骨的三維制造、進(jìn)行細(xì)胞毒性試驗(yàn)、動(dòng)物試驗(yàn)、臨床試驗(yàn)；具體步驟如下：

步驟一、采用CT、MRI、超聲醫(yī)療儀器獲取患者待植入部位的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)；

步驟二、將步驟一中獲取的患者待植入部位醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出所需要的骨組織數(shù)據(jù)；

步驟三、對(duì)步驟二中提取的骨組織數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用逆向工程實(shí)現(xiàn)人工骨三維數(shù)字模型建立；

步驟四、利用三維建模軟件將步驟三建立的人工骨三維數(shù)字模型轉(zhuǎn)換成3D打印系統(tǒng)可以識(shí)別的STL格式文件；

步驟五、將人工骨的STL文件輸入自制聚醚醚酮3D打印系統(tǒng)進(jìn)行人工骨的三維實(shí)體制造；

步驟六、對(duì)采用3D打印技術(shù)制造的聚醚醚酮仿生人工骨進(jìn)行細(xì)胞毒性試驗(yàn)，動(dòng)物試驗(yàn)，最終進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

2.如權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法，其特征在于，由于聚醚醚酮的內(nèi)聚力強(qiáng)，不易與其他材料粘結(jié)，在分層加工中會(huì)產(chǎn)生與底板粘接不牢的情況，需要將定制的聚醚醚酮薄膜粘貼在3D打印系統(tǒng)鋁合金基板表層；鋁合金基板也可以用其他導(dǎo)熱性優(yōu)良材料的基板代替。

3.如權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法，其特征在于，所述的3D打印噴頭結(jié)構(gòu)可以為柱塞式或螺旋擠壓式等送絲結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法，其特征在于，所述的聚醚醚酮3D打印系統(tǒng)帶有保溫打印室，且打印室可以采用不銹鋼紅外線加熱圈加熱或石英云母紅外加熱等方式進(jìn)行溫場(chǎng)調(diào)節(jié)。

5.如權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮仿生人工骨的3D打印制造方法，其特征在于，步驟五中將人工骨的STL文件輸入自制聚醚醚酮3D打印系統(tǒng)進(jìn)行人工骨的三維實(shí)體制造進(jìn)一步包括以下步驟：

第一步，將直徑為1.6mm的聚醚醚酮絲用烘干箱以100℃～140℃的溫度干燥12小時(shí)；

第二步，通過(guò)自制溫控系統(tǒng)將3D打印系統(tǒng)噴頭預(yù)熱到T₁(340℃～355℃)，鋁合金基板預(yù)熱到T₂(110℃～120℃)，打印室預(yù)熱到T₃(200℃～230℃)；

第三步，通過(guò)控制系統(tǒng)將直徑為0.3mm的3D打印噴嘴調(diào)至距打印平臺(tái)0.2mm，隨后雙齒輪送絲機(jī)構(gòu)將直徑為1.6mm的聚醚醚酮絲勻速送入已經(jīng)預(yù)熱的噴頭，3D打印系統(tǒng)噴頭根據(jù)分層軟件生成的人工骨軌跡行進(jìn)，打印出聚醚醚酮人工骨的第一層，而后按照控制系統(tǒng)規(guī)劃的軌跡路徑，分別打印第2，3層，直至完成仿生聚醚醚酮人工骨的3D打印；

第四步，為了減輕聚醚醚酮人工骨在成形過(guò)程中因內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的、脆斷、分層、翹曲變形等問(wèn)題，將打印室溫度T₃由200℃～230℃以5℃-10℃／min的速度逐漸冷卻到室溫，然后再?gòu)拇蛴∈抑腥〕龇律勖衙淹斯す恰?/p>