[發明專利]3D打印生物型膝關節假體及其制備方法

在審

• 申請號: 202110057855.8
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112891029A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 尤屹東;高建華;高立華;劉海波
• 申請（專利權）人: 常州華眾生物科技有限公司
• 主分類號: A61F2/38
• 分類號: A61F2/38
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 范登峰

本發明公開了3D打印生物型膝關節假體及其制備方法，包括3D打印股骨髁假體，其特征在于：所述3D打印股骨髁假體包括有外側髁、內側髁、髕骨滑道，所述外側髁和內側髁的外表面是由多個不同曲率曲面構成的光滑面，所述髕骨滑道的一端與內側髁、外側髁固定連接，所述髕骨滑道在冠狀面上隨著股骨髁屈曲角度的增大而減小，所述3D打印股骨髁假體內外側均設置有植入卡槽，所述外側髁和內側髁的內表面均設置有固定柱，所述3D打印股骨髁假體采用鈷鉻鉬合金粉配合3D打印技術制造而成，所述3D打印股骨髁假體的髁內結合面結構設置為骨小梁微孔層，本發明，具有摩擦力度高和穩定性能好的特點。

技術領域

本發明涉及骨科醫療器械技術領域，具體為3D打印生物型膝關節假體及其制備方法。

背景技術

人工全膝關節置換術(TKA)被認為是治療末期或嚴重膝關節病變最有效、最成功的治療方式。在TKA假體固定方面，目前有骨水泥型和生物型固定兩種方式。臨床中，應用骨水泥占到了絕大多數，甚至被認為是全膝置換假體固定的金標準。

但骨水泥對人體來說是一種惰性材料，骨和假體之間只能形成機械性結合，必然面臨老化、碎裂和磨損顆粒形成等問題，不能保證假體的長期固定，并且骨水泥單體聚合時產生的熱量，會對周圍組織產生損傷，骨水泥微粒在打壓植入假體的過程中，通過血液循環進入肺循環，有可能導致肺栓塞。

發明內容

本發明的目的在于提供3D打印生物型膝關節假體及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：3D打印生物型膝關節假體及其制備方法，包括3D打印股骨髁假體，其特征在于：所述3D打印股骨髁假體包括有外側髁、內側髁、髕骨滑道，所述外側髁和內側髁的外表面是由多個不同曲率曲面構成的光滑面。

根據上述技術方案，所述髕骨滑道的一端與內側髁、外側髁固定連接，所述髕骨滑道在冠狀面上隨著股骨髁屈曲角度的增大而減小，所述3D打印股骨髁假體內外側均設置有植入卡槽，所述外側髁和內側髁的內表面均設置有固定柱。

根據上述技術方案，所述3D打印股骨髁假體的髁內結合面結構設置為骨小梁微孔層，所述骨小梁微孔層孔隙直徑為250-650um，且厚度為2-6mm，所述骨小梁微孔層的孔隙率大于50％。

根據上述技術方案，該制備方法包括以下步驟：

a.使用鈷鉻鉬材料，運用高溫鍛造或鑄造技術生產出膝關節假體股骨髁毛坯；

b.對步驟a中生產出的股骨髁毛坯外表面先進行打磨和拋光，去除鍛造后的飛邊或鑄造后遺留的澆口，對股骨髁外表面進行拋光以保證假體外表面光潔度；

c.對步驟b中經表面打磨和拋光的股骨髁假體內表面進行噴砂處理，為下步熔覆做準備；

d.運用三維軟件結合股骨髁假體模型設計出所需的骨小梁結構層；

e.用工裝固定股骨髁假體毛坯，利用激光熔覆3D打印機，使用鈷鉻鉬合金粉末或鈦合金粉末，按照三維軟件設計的模型在股骨髁內表面打印出骨小梁微孔層；

f.將內表面完成打印的股骨髁假體移出工裝，使用專用設備將假體中鈷鉻鉬合金粉末或鈦合金粉末清理干凈，再使用拋光設備對假體外表面進行最終拋光。

根據上述技術方案，所述步驟a的高溫鍛造需要用到液壓單元、擊打單元和淬火單元，所述淬火單元與擊打單元滑動連接，所述液壓單元與擊打單元、淬火單元管路連接。

根據上述技術方案，所述步驟b的打磨和拋光需要用到打磨拋光單元、粉塵回收單元，所述打磨拋光單元的一側與粉塵回收單元管路連接。

根據上述技術方案，所述步驟c的噴砂處理需要用到反饋單元與噴砂單元，所述反饋單元的輸出端與噴砂單元管路連接，所述噴砂單元的輸入端與粉塵回收單元管路連接。