[发明专利]3D打印仿生骨小梁结构颈椎融合装置、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种外科手术的3D仿人体松质骨的多孔结构，尤其涉及一种3D 打印仿生骨小梁结构颈椎融合装置、制备方法及其应用。

背景技术

目前颈椎手术主要有前路手术及后路手术，在前路手术中，需要切除病变 的椎间盘，用人工颈椎融合器替代。现在临床上使用的融合器需要大量植入自 体骨或异体骨以达到完成椎间融合的目的。自体骨不足的情况下需要取髂骨， 这样给病人带来的额外的伤害，如果过多植入异体骨填充材料，存在发生炎性 反应或者是异体排除反应，进而造成手术的失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种3D打印仿生骨小梁结构颈椎融合装 置、制备方法及应用，克服了上述现有技术的缺点。

本发明基于以下原理：

通过现在3D打印技术的发展，可以在计算机上模拟松质骨的结构，然后通 过建模制造具有松质骨结构的实体支撑，当具有松质骨结构的实体支撑置入后 能够起到支架的作用，有利于成骨过程的发生，进而促进快速骨融合。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种3D打印仿生骨小梁结构颈椎融合装置，包括实体支撑，所述实体支撑 包括水平面实体支撑、轴位实体支撑；所述实体支撑中间为多孔结构。

所述水平面实体支撑具有水平面支撑圆弧。

所述多孔结构为微孔多孔八面体结构。

本发明还提供了一种3D打印仿生骨小梁结构颈椎融合装置的制作方法，包 括以下步骤：

一、取原料钛合金粉末Ti6Al4V粉末；

二、电子束快速选区熔化成形制作；

三、去除成形融合器多孔结构支架的粉末，检验即得。

所述制作是通过成形设备电子束选区熔化成形机，将所述原料粉末成形； 所述钛合金粉末Ti6Al4V为40-100um粒度；该成形加工参数：成形底板每层 0.03-0.07mm对模型进行切层，保存数据；设定初始工艺参数：底板预热 温度700℃-800℃，粉末床预热电流8-12mA，预热时间8-12s，扫描电流 15～35mA；支撑结构实施离散扫描，扫描电流12～65mA。

本发明还提供了一种所述脊柱颈椎前路融合固定手术的3D打印仿生骨小梁 结构颈椎融合装置的应用，包括用于进行颈椎融合术时支撑椎体，提供即刻稳 定性，支持正常的骨性融合。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本发明在实体支撑中间采用3D方式制作仿人体松质骨的多孔结构，提 供骨长入的支架，促进骨发生过程。在实体支撑四周及侧方加有支撑柱，用以 提高力学性能，使得该实体支撑的弹性模量接近接触面的弹性模量，避免发生 遮挡。

2.本发明不需要再植入人体骨，这样可以进一步减少手术中的取骨量，减 少对病人的创伤，以微创的方式完成该手术。

3.该用途区别与常规融合器，具有显著的稳定性优势。

附图说明

图1为本发明主视图

图2为本发明俯视图

图3为本发明侧视图

图4为本发明多孔结构示意图

1-水平面实体支撑，2-多孔结构，3-轴位实体支撑，4-水平面支撑圆弧

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示的脊柱颈椎前路融合固定手术的3D打印仿生 骨小梁结构颈椎融合装置，包括实体支撑，所述实体支撑包括水平面实体支撑1、 轴位实体支撑3；所述水平面实体支撑1具有水平面支撑圆弧4；所述实体支撑 中间为多孔结构2，所述多孔结构2为微孔多孔八面体结构。

由于本发明产品四周边缘为实体，中间为多孔结构，多孔结构为规则的空 间八面体。颈椎融合器采用符合人体颈椎解剖结构的设计，在水平层面四周采 用圆形加强实体支撑，在人体轴位层面采用支撑柱结构，以提高整体抗压缩性 能。

本发明所述3D打印仿生骨小梁结构颈椎融合装置的制作方法，包括以下步 骤：

1.原料粉末：钛合金粉末Ti6Al4V，所述钛合金粉末Ti6Al4V为40-100um 粒度；