[發明專利]一種采用3D打印技術制備人體頸椎間盤的方法

在審

• 申請號: 202011103094.7
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112155794A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 龔友平;何晶洋;戚金來;陳國金;畢志凱;王飛;劉海強;陳慧鵬
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A61F2/30
• 分類號: A61F2/30;A61F2/44
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種采用3D打印技術制備人體頸椎間盤的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟1. 模型制作：由醫學影像技術獲得頸椎橫切面影像，并根據其影像重建三維數字化設計模型，利用3D建模軟件進行修復和重建模，并導入到有限元軟件ANSYS，進行椎有限元模型分析；

步驟2. 3D打印基料以及3D打印工藝參數仿真：使用選擇性激光熔融型3D打印機打印基料；使用Ansys additive軟件對3D打印工藝參數進行仿真；得到優化的工藝參數；

步驟3. 準備待3D打印的原材料：通過霧化的方法制得鈦合金Ti-6Al-4V粉末，粉末的粒徑范圍在15-53μm之間，平均值為36μm；

步驟4. 進行打印：將處理好的鈦合金粉末導入物料缸中并填平，將步驟1獲得的頸椎間盤通過Magics軟件切片，并生成用于打印機操作的g代碼，導入3D打印機的操作軟件中；使用步驟2獲得的工藝參數進行打印，充入保護氣體氬氣，當氧濃度低于0.1％時，開始打印；

步驟5：工件打印后機械處理：進行線切割，工件支撐去處及表面處理；

步驟6：對于制備的頸椎間盤進行力學性能測試；

步驟7：進行生物相容性測試。

2.根據權利要求1所述的一種采用3D打印技術制備人體頸椎間盤的方法，使用有限元分析技術對頸椎間盤模型進行優化。

3.根據權利要求1所述的一種采用3D打印技術制備人體頸椎間盤的方法，其特征在于：所述的優化的工藝參數：掃描線寬為0.14mm，切片厚度為0.03mm，掃描速度為800mm/s，激光功率為150W。

4.根據權利要求1所述的一種采用3D打印技術制備人體頸椎間盤的方法，其特征在于：所述力學性能測試包括靜態壓縮實驗，靜態剪切實驗，壓縮疲勞實驗，壓縮剪切疲勞實驗和靜態軸向壓縮實驗。