[发明专利]一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法

权利要求书

1.一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

初步模型建立：根据患者特征和需求，结合CT扫描结果，通过逆向工程软件进行三维模型重建，运用计算机辅助技术设计不同孔隙形状、孔径大小、孔棱尺寸和孔隙率的节段骨植入物规律梯度多孔结构模型；

模型结构优化：将设计的规律梯度多孔结构模型数据导入有限元分析软件，采用有限元方法对其进行生物力学分析，根据生物力学分析结果进行植入物设计优化，在规律梯度多孔结构模型内部设计提高强度的加强筋结构，在规律梯度多孔结构模型表面层设计减小应力集中的过渡弧结构，设计起固定作用的圆柱孔结构；

选区激光熔化成型：将优化后的节段骨植入物的规律梯度多孔模型数据导入快速成型辅助软件中，根据模型不同部位（加强筋、过渡弧和锐角处等）的特征，进行切片分层、扫描路径规划和扫描参数设置等，在金属选区激光熔化成型设备中完成打印，最终获得具有加强筋、过渡弧和固定孔的规律梯度多孔节段骨植入物；

后处理：SLM成型的节段骨植入物经过热处理和酸洗处理后，消毒备用。

2.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述规律梯度多孔结构个性化节段骨植入物的多孔结构的基本单元为立方结构、金刚石结构、变异八面体结构、菱形十二面体结构和球形结构等。

3.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述的多孔结构中的孔径大小为200～1500μm，孔棱尺寸为200～300μm，孔隙率在45%～85%之间变化。

4.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述的SLM成型所需原材料包括纯钛、钛合金、不锈钢、钴铬合金和纯钽等生物医用金属粉末。

5.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述的加强筋的直径为0.3～2.0mm。

6.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述的过渡弧的直径为0.5～1.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述的圆柱孔的直径为0.5～1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的个性化节段骨植入物的设计和制备方法，其特征在于，所述激光工艺参数为铺粉层厚为20μm～40μm、功率为100W～180W、扫描速度为600mm/s～1400mm/s、扫描间距为50μm～100μm。