[發明專利]3D打印鈦合金骨小梁結構袖套通孔率的測量方法

有效

• 申請號: 201811537882.X
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN110542632B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 劉念;葉金鐸;劉璐;黃潔茹
• 申請（專利權）人: 嘉思特華劍醫療器材（天津）有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了3D打印鈦合金骨小梁結構袖套通孔率的測量方法，根據骨小梁結構袖套的特點，將骨小梁結構袖套分成12個區域；創建用晶體結構骨小梁或有利于骨長入骨小梁構成的骨小梁結構袖套理論模型，獲得骨小梁結構袖套理論模型表面和內部骨小梁結構形態的圖形；采用牙托粉灌注3D打印鈦合金骨小梁結構袖套，獲得3D打印鈦合金骨小梁結構袖套在表面和內部骨小梁結構的形態圖形；利用數字相關技術采集到3D打印鈦合金骨小梁結構袖套表面和內部的骨小梁結構形態圖形的清晰圖像；采用比較法確定3D打印鈦合金骨小梁結構袖套的表面、內部通孔率，本方法目的在于準確的檢驗3D打印機打印鈦合金骨小梁結構袖套的通孔率。

技術領域

本發明涉及3D打印鈦合金骨小梁結構袖套通孔率的測量方法，屬于醫療器械金屬植入物設計和制造技術領域。

背景技術

目前，國內外已經有一些關于3D打印鈦合金骨小梁假體設計和應用的報道，但是對于影響鈦合金骨小梁細胞生長和骨長入性能重要指標的通孔率還沒有相應的測試方法。劉屹等人公布了采用平型光檢測陶瓷載體通孔率的裝置，201120211275.1，蔣大成公布了采用平行光和毛玻璃測量汽車尾氣過濾器通孔率的方法，201410086862.0。用此種方法檢測鈦合金用骨小梁構成的多層多孔結構，會因為多層多孔材料的相互遮擋造成檢測的誤差。采用滴液法測量骨小梁的通孔率無法確定骨小梁內部孔洞堵塞的位置與數量。

而鈦合金骨小梁結構袖套，是用于骨關節炎導致的初次及翻修髖關節置換手術的關鍵部件，通過初期壓配固定在股骨髓腔，其長期穩定性依靠骨小梁的細胞生長和骨長入性能；但袖套的三角形設計，錐度鎖定，表面為階梯狀處理，使得鈦合金骨小梁結構袖套表面及內部結構相對復雜，增加了骨小梁結構通孔率測量的困難程度。

發明內容

本發明提出了3D打印鈦合金骨小梁結構袖套通孔率的測量方法，目的在于檢驗用3D打印機打印的鈦合金骨小梁結構袖套的通孔性能。

本發明是通過以下技術方案予以實現：

根據骨小梁結構袖套的特點，將骨小梁結構袖套分成12個區域，其中壺嘴部分分成3個區域，錐體部分分成9個區域，共12個區域，這12個區域的骨小梁可以代表袖套的骨小梁結構；創建用晶體結構骨小梁或有利于骨長入骨小梁構成的骨小梁結構袖套理論模型，獲得骨小梁結構袖套理論模型表面和內部骨小梁結構理論形態圖形；采用自凝牙托水和牙托粉混合攪拌后填充3D打印鈦合金骨小梁結構袖套，固結鈦合金的骨小梁絲，保證進行機械加工時，阻止被切斷的骨小梁絲掉入骨小梁結構內部，進而獲得3D打印鈦合金骨小梁結構袖套在表面和內部骨小梁結構的實際形態圖形；利用數字圖像相關技術采集3D打印鈦合金骨小梁結構袖套表面和內部的骨小梁結構形態圖形的清晰圖像；采用比較法確定3D打印鈦合金骨小梁結構袖套表面、內部的通孔率，即比較給定表面和內部3D打印鈦合金骨小梁結構袖套的骨小梁實際形態圖形和骨小梁結構袖套理論模型骨小梁理論形態圖形中孔的個數，計算確定3D打印鈦合金骨小梁結構袖套結構的通孔率，取3D打印鈦合金骨小梁結構袖套的表面和內部骨小梁通孔率的最小值作為3D打印鈦合金骨小梁結構袖套的通孔率。

3D打印鈦合金骨小梁結構袖套的通孔測量實驗實施結果表明，本發明提出的3D打印鈦合金骨小梁結構袖套通孔率的測量方法可行。

本發明的有益效果

本發明根據袖套的結構特點，將骨小梁結構袖套分成12個區域，其中壺嘴部分分成3個區域，錐體部分分成9個區域，將復雜結構的袖套分成12個區域，12個區域的骨小梁可以代表袖套的骨小梁結構，使骨小梁袖套通孔率的檢測方法更簡便有效。

采用晶體結構骨小梁或任何有利于骨長入的骨小梁結構制備了3D打印鈦合金骨小梁結構袖套的骨小梁，促進骨組織在袖套的骨長入。