[實用新型]一種錯層搭接的3D打印骨科植入物

有效

• 申請號: 201921160413.0
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN211067217U
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 陳重光;鄭煒
• 申請（專利權）人: 同光（昆山）生物科技有限公司
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;B29C64/118;B29C64/386;B29C64/393;B33Y50/00;B33Y50/02;B33Y10/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本實用新型公開了一種錯層搭接的3D打印骨科植入物。錯層搭接的3D打印骨科植入物的外形為圓柱體，由若干層基本單元逐層堆疊而成，所述基本單元為平行且不中斷的纖維構成的一平面結構，相鄰基本單元的平行纖維之間是非平行的。優選各個上下相鄰的基本單元的平行纖維的角度差為順時針或逆時針方向120°，形成了內部的六邊形微孔。本實用新型錯層搭接的植入物結構內部為六邊形微孔，上下是貫通的，且左右腔壁留有貫通的微孔，使得血管等營養物質可以通過左右腔壁向內輸送養分，該植入物結構生物活性較高。

技術領域

本實用新型屬于醫用材料技術領域，具體涉及一種錯層搭接六面體結構的3D打印骨科植入物。

背景技術

3D打印技術作為一種新型的快速成型及快速制造技術之一，是通過計算機設計的三維模型為藍圖，通過RP軟件分層，利用激光束、熱熔等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料進行逐層堆積，最終疊加成型，制造實體模型。

設計找理想的人工骨結構，用以修復臨床因各種原因造成的骨缺損一直是骨科領域研究十分活躍的課題。3D打印多孔植入物被認為在骨科臨床有著非常好的治療效果，現有技術中已經有涉及特定的骨結構，如髖骨，脛骨等大骨結構。但對于小的骨科填充物，還存在發展。

目前國內外研究的生物3D打印骨科植入物內部結構主要為四邊形或三角形，對相關技術資料研究分析，發現蜂窩狀的正六邊形與骨組織最為相近，且力學性能最優，但現有技術的六邊形的左右面無法實現貫通，血管等營養物質無法通過左右腔壁向內輸送養分，造成該結構植入物生物活性較低。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于骨科植入物的3D打印的錯層搭接結構，其內部形成蜂窩狀六面體，以實現植入物內部結構上下左右全部貫通，提高植入物的生物活性。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種錯層搭接的3D打印骨科植入物，其外形為圓柱體，由若干層基本單元逐層堆疊而成，所述基本單元為平行纖維排列構成的一平面結構，相鄰基本單元的平行纖維之間是非平行的，即具有一定角度差。

優選地，所述平面結構外圍為圓形。

優選地，所述平行纖維是非斷開的，即相互連接，為一連續的纖維。

優選地，后一層基本單元平行纖維以與前一層基本單元平行纖維的角度差為順時針120°方向進行逐層堆疊；至少每三層基本單元堆疊形成內部的六邊形微孔。

優選地，后一層基本單元平行纖維以與前一層基本單元平行纖維的角度差為逆時針120°方向進行逐層堆疊；至少每三層基本單元堆疊形成內部的六邊形微孔。

優選地，各個上下相鄰的基本單元之間有0.06～0.14mm的重疊。

錯層搭接的3D打印骨科植入物的制造方法，包括以下步驟：

(1)分層建立模型，每層基本單元為平行且互相連接不中斷的纖維構成的平面，纖維直徑0.2-0.6mm，相鄰基本單元的平行纖維之間具有一定夾角；

(2)將建立的模型進行求和并導出STL模型，經過軟件切片形成打印機可識別的gcode格式文件；其中切片參數設置如下：打印速度：1-20mm/s；風扇轉速：80％-100％；路徑規劃：每層連續一次打印成型，纖維之間0.2-0.6mm圓角過渡，且除過第一層基本單元，打印任意一層時，噴頭都以下面一層基本單元為參考，以一定夾角路徑移動并連續打印；打印層厚：第一層0.1-0.3mm，其他層0.15-0.4mm；上下相鄰的單元之間有0.06-0.14mm重疊；打印機每打印完成一層后，基板下降0.3mm并進行下一層打印；

(3)打印過程控制——打印環境溫度：0-25℃；打印溫度：60-100℃；成型基板溫度：30-45℃；

(4)打印完成后，將基板溫度下調至0-15℃，冷卻后取下模型。