[發明專利]基于梁基結構的復雜多孔種植體設計及制造方法

在審

• 申請號: 202110273844.3
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113017874A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉亞雄;周昱;陳旭;李騰飛;伍言龍;王富;康建峰;易榮;李滌塵
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: A61C8/00
• 分類號: A61C8/00
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 羅程凱

1.基于梁基結構的復雜多孔種植體設計方法，其特征在于：

采集患者待修補的骨部位數據，建立患者的待修補的骨部位模型；

建立修補所述骨部位的種植體模型，將種植體模型分為多孔設計區域以及致密實體的非設計區域；

將多孔設計區域設計成由多個梁基結構拼接而成的隨型多孔形狀；

建立種植體-待修補骨部位的有限元分析模型，以每個梁基結構的直徑大小作為設計變量，將多孔設計區域的孔隙率、結構強度、疲勞強度、加工尺寸約束、骨吸收及周圍骨力學刺激作為結構優化的約束條件對多孔設計區域進行尺寸優化，得到多孔設計區域的梁基結構最優分布云圖，所述云圖記載了多孔設計區域中每個梁基結構直徑的大小；

以梁基結構最優分布云圖為基礎，改變多孔設計區域中每個梁基結構的直徑，得到復雜多孔種植體模型。

2.根據權利要求1所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體設計方法，其特征在于，待修補的骨部位數據包括CT數據和/或MRI數據。

3.根據權利要求1所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體設計方法，其特征在于，多孔設計區域的孔隙率范圍在60%-95%，多孔設計區域的孔徑＞100μm，梁基結構的直徑范圍在100μm-500μm。

4.根據權利要求1所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體設計方法，其特征在于，梁基結構橫截面為圓形、矩形、三角形或工字形。

5.根據權利要求1所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體設計方法，其特征在于，多孔設計區域的晶胞單元為立方體單元或金剛石單元或十二面體單元，晶胞單元為多孔設計區域中梁基結構組成的單個孔隙結構。

6.基于梁基結構的復雜多孔種植體制造方法，其特征在于，應用權利要求1-5任一所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體設計方法得到復雜多孔種植體模型，根據該種植體模型利用增材制造技術加工得到種植體。

7.根據權利要求6所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體制造方法，其特征在于，還包括后處理步驟，所述后處理步驟包括熱處理、去支撐、打磨、拋光和酸洗工序。

8.根據權利要求6所述的基于梁基結構的復雜多孔種植體制造方法，其特征在于，所述增材制造技術包括激光選區熔化或電子束熔融打印技術。