[發明專利]一種利用3D打印技術制作人工胸骨的方法

有效

• 申請號: 201811405309.3
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109248009B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 邵國光;楊志廣;張鵬;劉韻鵬;林星宇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28
• 代理公司: 22212 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鞠傳龍

本發明公開了一種利用3D打印技術制作人工胸骨的方法，其方法為：步驟一、計算出切除胸骨的長度、寬度以及肋骨附著處的位置及缺損肋骨的部位、數量及長度；步驟二、胸骨形狀及模具的設計：根據步驟一中計算出的缺損胸骨長度及寬度設計人工胸骨形狀；根據設計人工胸骨的形狀，設計出人工胸骨外部塑形模具，利用3D打印機，以聚丙烯為材料，打印出人工胸骨的塑形模具，將甲基丙烯酸甲酯與慶大霉素混合后，鋪在人工胸骨的塑形磨具中進行塑形，按照重量百分比甲基丙烯酸甲酯與慶大霉素的混合比例為24:1。有益效果：制作的人工胸骨形狀美觀、厚度均勻、上面孔徑均勻、可塑性強、硬度大、強度高以及價格便宜。

技術領域

本發明涉及一種制作人工胸骨的方法，特別涉及一種利用3D打印技術制作人工胸骨的方法。

背景技術

目前，胸骨腫瘤是罕見疾病，多數胸骨腫瘤為惡性腫瘤。手術切除為胸骨腫瘤的首選治療方法，手術切緣需要距腫瘤3cm，而胸壁缺損面積直徑超過5cm往往需要行胸壁重建，以保證胸廓的穩定性。目前胸壁重建方法較多，包括3D打印鈦金屬人工胸壁材料、三明治胸壁修補材料(兩層聚丙烯網中間夾帶骨水泥)、鈦金屬模塊組合胸壁重建材料等，但醫學家仍在繼續探索，尋求免疫排斥小、強度大、穩定性好、經濟的胸壁重建材料。骨水泥早已應用于骨科手術，其具有強度大、價格低、免疫排次小等優點，前期我們應用多孔骨水泥進行胸壁重建取得一定成績，但是由于人工塑形出現薄厚不均，形狀、孔徑不規整等因素，對重建后胸壁的穩定性、美觀、強度產生一定的影響。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前在胸骨重建過程中人工塑形所出現的薄厚不均、形狀以及孔徑不規整的問題，導致對重建后胸壁的穩定性、美觀以及強度的影響而提供的一種利用3D打印技術制作人工胸骨的方法。

本發明提供的利用3D打印技術制作人工胸骨的方法，其方法如下所述：

步驟一、對胸骨腫瘤進行CT掃描，應用三維重建軟件進行病變區胸壁重建，評估胸骨切除范圍，并計算出切除胸骨的長度、寬度以及肋骨附著處的位置及缺損肋骨的部位、數量及長度；

步驟二、胸骨形狀及模具的設計：根據步驟一中計算出的缺損胸骨長度及寬度設計人工胸骨形狀；根據設計人工胸骨的形狀，設計出人工胸骨外部塑形模具，利用3D打印機，以聚丙烯為材料，打印出人工胸骨的塑形模具，將甲基丙烯酸甲酯與慶大霉素混合后，鋪在人工胸骨的塑形磨具中進行塑形，按照重量百分比甲基丙烯酸甲酯與慶大霉素的混合比例為24:1，待制作的人工胸骨達到設計強度后，將其從塑形模具內取出準備使用。

人工胸骨的設計厚度為8mm，距人工胸骨邊緣10mm處由外向內均勻設計孔道，孔道直徑2mm，間距8mm，深度為8mm，距人工胸骨邊緣10mm處設有錨定孔，錨定孔的直徑4mm。

人工胸骨通過邊緣的錨定孔連接有鈦板，鈦板的厚度為2mm、寬度8mm；人工胸骨上下端與原殘留胸骨的連接鈦板長度為50mm，人工胸骨與兩側殘余肋骨用鈦板連接，人工胸骨與鈦板通過錨定孔中的螺釘進行固定，螺釘下端螺紋的長度為5mm，螺釘頂帽的厚度為2mm，螺釘頂帽的直徑為6mm。

3D打印機的品牌為領創三維，3D打印機的型號為R6。

本發明的設計及制作原理：