[实用新型]一种错层搭接的3D打印骨科植入物

说明书

本实用新型公开了一种错层搭接的3D打印骨科植入物。错层搭接的3D打印骨科植入物的外形为圆柱体，由若干层基本单元逐层堆叠而成，所述基本单元为平行且不中断的纤维构成的一平面结构，相邻基本单元的平行纤维之间是非平行的。优选各个上下相邻的基本单元的平行纤维的角度差为顺时针或逆时针方向120°，形成了内部的六边形微孔。本实用新型错层搭接的植入物结构内部为六边形微孔，上下是贯通的，且左右腔壁留有贯通的微孔，使得血管等营养物质可以通过左右腔壁向内输送养分，该植入物结构生物活性较高。

技术领域

本实用新型属于医用材料技术领域，具体涉及一种错层搭接六面体结构的3D打印骨科植入物。

背景技术

3D打印技术作为一种新型的快速成型及快速制造技术之一，是通过计算机设计的三维模型为蓝图，通过RP软件分层，利用激光束、热熔等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料进行逐层堆积，最终叠加成型，制造实体模型。

设计找理想的人工骨结构，用以修复临床因各种原因造成的骨缺损一直是骨科领域研究十分活跃的课题。3D打印多孔植入物被认为在骨科临床有着非常好的治疗效果，现有技术中已经有涉及特定的骨结构，如髋骨，胫骨等大骨结构。但对于小的骨科填充物，还存在发展。

目前国内外研究的生物3D打印骨科植入物内部结构主要为四边形或三角形，对相关技术资料研究分析，发现蜂窝状的正六边形与骨组织最为相近，且力学性能最优，但现有技术的六边形的左右面无法实现贯通，血管等营养物质无法通过左右腔壁向内输送养分，造成该结构植入物生物活性较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于骨科植入物的3D打印的错层搭接结构，其内部形成蜂窝状六面体，以实现植入物内部结构上下左右全部贯通，提高植入物的生物活性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种错层搭接的3D打印骨科植入物，其外形为圆柱体，由若干层基本单元逐层堆叠而成，所述基本单元为平行纤维排列构成的一平面结构，相邻基本单元的平行纤维之间是非平行的，即具有一定角度差。

优选地，所述平面结构外围为圆形。

优选地，所述平行纤维是非断开的，即相互连接，为一连续的纤维。

优选地，后一层基本单元平行纤维以与前一层基本单元平行纤维的角度差为顺时针120°方向进行逐层堆叠；至少每三层基本单元堆叠形成内部的六边形微孔。

优选地，后一层基本单元平行纤维以与前一层基本单元平行纤维的角度差为逆时针120°方向进行逐层堆叠；至少每三层基本单元堆叠形成内部的六边形微孔。

优选地，各个上下相邻的基本单元之间有0.06～0.14mm的重叠。

错层搭接的3D打印骨科植入物的制造方法，包括以下步骤：

(1)分层建立模型，每层基本单元为平行且互相连接不中断的纤维构成的平面，纤维直径0.2-0.6mm，相邻基本单元的平行纤维之间具有一定夹角；

(2)将建立的模型进行求和并导出STL模型，经过软件切片形成打印机可识别的gcode格式文件；其中切片参数设置如下：打印速度：1-20mm/s；风扇转速：80％-100％；路径规划：每层连续一次打印成型，纤维之间0.2-0.6mm圆角过渡，且除过第一层基本单元，打印任意一层时，喷头都以下面一层基本单元为参考，以一定夹角路径移动并连续打印；打印层厚：第一层0.1-0.3mm，其他层0.15-0.4mm；上下相邻的单元之间有0.06-0.14mm重叠；打印机每打印完成一层后，基板下降0.3mm并进行下一层打印；

(3)打印过程控制——打印环境温度：0-25℃；打印温度：60-100℃；成型基板温度：30-45℃；

(4)打印完成后，将基板温度下调至0-15℃，冷却后取下模型。