[發明專利]3D打印仿生骨小梁結構頸椎融合裝置、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201610015538.9
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105581860A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 李鵬
• 申請（專利權）人: 李鵬
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44;B22F3/11;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

技術領域

本發明涉及一種外科手術的3D仿人體松質骨的多孔結構，尤其涉及一種3D 打印仿生骨小梁結構頸椎融合裝置、制備方法及其應用。

背景技術

目前頸椎手術主要有前路手術及后路手術，在前路手術中，需要切除病變 的椎間盤，用人工頸椎融合器替代。現在臨床上使用的融合器需要大量植入自 體骨或異體骨以達到完成椎間融合的目的。自體骨不足的情況下需要取髂骨， 這樣給病人帶來的額外的傷害，如果過多植入異體骨填充材料，存在發生炎性 反應或者是異體排除反應，進而造成手術的失敗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種3D打印仿生骨小梁結構頸椎融合裝 置、制備方法及應用，克服了上述現有技術的缺點。

本發明基于以下原理：

通過現在3D打印技術的發展，可以在計算機上模擬松質骨的結構，然后通 過建模制造具有松質骨結構的實體支撐，當具有松質骨結構的實體支撐置入后 能夠起到支架的作用，有利于成骨過程的發生，進而促進快速骨融合。

本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的：

一種3D打印仿生骨小梁結構頸椎融合裝置，包括實體支撐，所述實體支撐 包括水平面實體支撐、軸位實體支撐；所述實體支撐中間為多孔結構。

所述水平面實體支撐具有水平面支撐圓弧。

所述多孔結構為微孔多孔八面體結構。

本發明還提供了一種3D打印仿生骨小梁結構頸椎融合裝置的制作方法，包 括以下步驟：

一、取原料鈦合金粉末Ti6Al4V粉末；

二、電子束快速選區熔化成形制作；

三、去除成形融合器多孔結構支架的粉末，檢驗即得。

所述制作是通過成形設備電子束選區熔化成形機，將所述原料粉末成形； 所述鈦合金粉末Ti6Al4V為40-100um粒度；該成形加工參數：成形底板每層 0.03-0.07mm對模型進行切層，保存數據；設定初始工藝參數：底板預熱 溫度700℃-800℃，粉末床預熱電流8-12mA，預熱時間8-12s，掃描電流 15～35mA；支撐結構實施離散掃描，掃描電流12～65mA。

本發明還提供了一種所述脊柱頸椎前路融合固定手術的3D打印仿生骨小梁 結構頸椎融合裝置的應用，包括用于進行頸椎融合術時支撐椎體，提供即刻穩 定性，支持正常的骨性融合。

本發明與現有技術相比，具有以下技術效果：

1.本發明在實體支撐中間采用3D方式制作仿人體松質骨的多孔結構，提 供骨長入的支架，促進骨發生過程。在實體支撐四周及側方加有支撐柱，用以 提高力學性能，使得該實體支撐的彈性模量接近接觸面的彈性模量，避免發生 遮擋。

2.本發明不需要再植入人體骨，這樣可以進一步減少手術中的取骨量，減 少對病人的創傷，以微創的方式完成該手術。

3.該用途區別與常規融合器，具有顯著的穩定性優勢。

附圖說明

圖1為本發明主視圖

圖2為本發明俯視圖

圖3為本發明側視圖

圖4為本發明多孔結構示意圖

1-水平面實體支撐，2-多孔結構，3-軸位實體支撐，4-水平面支撐圓弧

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4所示的脊柱頸椎前路融合固定手術的3D打印仿生 骨小梁結構頸椎融合裝置，包括實體支撐，所述實體支撐包括水平面實體支撐1、 軸位實體支撐3；所述水平面實體支撐1具有水平面支撐圓弧4；所述實體支撐 中間為多孔結構2，所述多孔結構2為微孔多孔八面體結構。

由于本發明產品四周邊緣為實體，中間為多孔結構，多孔結構為規則的空 間八面體。頸椎融合器采用符合人體頸椎解剖結構的設計，在水平層面四周采 用圓形加強實體支撐，在人體軸位層面采用支撐柱結構，以提高整體抗壓縮性 能。

本發明所述3D打印仿生骨小梁結構頸椎融合裝置的制作方法，包括以下步 驟：

1.原料粉末：鈦合金粉末Ti6Al4V，所述鈦合金粉末Ti6Al4V為40-100um 粒度；