[發明專利]一種無規則多孔椎間融合器及其加工方法

在審

• 申請號: 202210864864.2
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115192272A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李素麗;趙京生;馬凱悅;高狀;熊杰;王聰;徐超
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;西安泰輝機械科技有限公司
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44
• 代理公司: 安徽宏鐸知識產權代理事務所(普通合伙) 34250
• 代理人: 菅秀君

1.一種無規則多孔椎間融合器，包括融合器本體，所述融合器本體包括上表面和下表面，所述上表面和下表面之間的相對兩側面分別為第一側面和第二側面，所述上表面和下表面均形成傾斜坡面，兩個所述傾斜坡面的較低端之間形成第一弧面，兩個所述傾斜坡面的較高端之間形成第二弧面，其特征在于，所述融合器的上表面、下表面、第一側面、第二側面、第一弧面和第二弧面上均開設有若干通孔，若干通孔中的任意兩個或多個通孔貫通形成若干無規則通道，若干無規則通道基于泰格多邊形晶格構建。

2.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，若干所述通孔的孔徑范圍為0.5mm-1mm。

3.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，所述上表面和下表面上均設置有若干棱齒狀的防滑凸起。

4.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，兩個所述傾斜坡面的較低端的延伸線之間形成的夾角的角度范圍為6°-10°，兩個所述傾斜坡面與水平面之間的夾角的角度范圍均為3°-5°。

5.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，所述融合器本體為類腰果型結構，所述第一弧面的內弧面和第二弧面的內弧面同向設置，所述第一側面和第二側面均為弧面。

6.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，所述融合器本體為類橄欖球結構，所述第一弧面的內弧面和第二弧面的內弧面相對設置，所述第一側面和第二側面均為弧面。

7.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，所述融合器本體的長度為20-30mm，寬度為10-15mm，高度為8-12mm。

8.根據權利要求1所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，所述融合器本體上表面和下表面采用鉭合金材料，所述融合器本體除上表面和下表面外采用鈦合金材料。

9.一種無規則多孔椎間融合器加工方法，適用于權利要求1-8任一項所述的一種無規則多孔椎間融合器，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據CT掃描的影像數據，利用3D圖像生成軟件對患者脊柱進行逆向工程還原，將STL格式導入編輯處理軟件將其實體化，得到椎間隙數據；

S2：將步驟S1中得到的椎間隙數據，利用計算機輔助設計軟件，基于Voronoi泰森多邊形結構，改變孔徑直徑范圍為0.5mm-1mm和密度參數范圍0.5mm-0.75mm，設計適合骨生長的孔徑結構；

S3：將步驟S2的孔徑結構文件以IGS格式導入ANSYS，利用ANSYS有限元仿真進行分析，設置皮質骨、松質骨和軟骨，皮質骨彈性模量為12GPa，松質骨彈性模量為100MPa，軟骨彈性模量為50MPa和泊松比0.3的材料參數模擬融合器彈性模量，調整結構孔徑大小，調整結構尺寸；

S4：利用SLM技術，將無規則多孔融合器數據以STL格式導入至切片處理軟件，開始加工過程中，在成形缸的基板上先鋪上一層很薄的鉭合金粉末，高功率激光束對當前層進行選擇性激光熔化，熔化的金屬粉末冷卻固化后，打印出鈦合金層后在加工好的片層之上鋪好鉭合金粉末，激光束開始掃描新一層，如此層層疊加，之后再次換成鈦合金粉末進行打印，直至整個零件成形；

S5：將步驟S4中得到的零件進行打磨及拋光，得所需無規則多孔融合器。