[发明专利]一种实心聚氨酯半月板移植替代物及其制作方法

权利要求书

1.一种实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、对患者的膝关节进行核磁共振拍摄，获取所述膝关节的核磁二维图像；

步骤二、将所述膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，构建半月板三维模型；

步骤三、将所述的半月板三维模型导入Geomagic软件进行三角面片优化处理，提高模型表面平滑度；

步骤四、将优化处理后的所述半月板三维模型导入SOLIDWORKS工程软件，分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构；

步骤五、将步骤四中添加了圆柱栓子结构的所述半月板三维模型导入UG设计软件进行翻模，制作模具三维模型；

步骤六、最后根据所述的模具三维模型制作半月板模具模型，并根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物；

所述的半月板模具模型包括蓄料头、蓄料腔、第一发热板、成型上腔、成型下腔和第二发热板；所述的蓄料腔夹设在所述的蓄料头和所述的第一发热板之间；所述的成型上腔和成型下腔合模后构成成型腔，所述的成型腔的内部的形状与设计的半月板模型1：1匹配；所述的成型上腔和成型下腔合模后构成的成型腔夹设在所述的第一发热板和所述的第二发热板之间；所述的蓄料腔、第一发热板和成型上腔之间通过腔隙连通；所述的蓄料头用于向所述的蓄料腔添加聚氨酯原材料颗粒；所述的蓄料腔用于暂时容纳聚氨酯颗粒；所述的第一发热板用于使所述的蓄料腔中的聚氨酯颗粒升温并融化，融化的聚氨酯颗粒通过所述的蓄料腔、第一发热板和成型上腔之间的腔隙流到所述成型腔的内部；所述的第二发热板用于对进入成型腔的内部的聚氨酯进行加热以维持聚氨酯的流动性，使聚氨酯填充整个成型腔；

所述的成型腔采用S136模具钢材质制作，成型腔内壁设置有聚四氟乙烯涂层；

所述的蓄料头和蓄料腔由H13热作模具钢制作；

步骤六中根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的具体步骤为：

将热塑性聚氨酯原材料从蓄料头加入，蓄料腔起到暂时容纳聚氨酯原材料的作用，通过蓄料腔底部的第一发热板的加热作用，发热温度达到200度，使储存于蓄料腔内的聚氨酯融化；其中，蓄料腔、第一发热板以及成型上腔之间有腔隙连通，融化的聚氨酯经腔隙流至成型腔内；位于成型下腔底部的第二发热板继续加热，维持聚氨酯的流动性，以使聚氨酯填充整个成型腔；待聚氨酯充满成型腔后，置于常温冷却，最后开模，取出半月板替代物产品。

2.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，步骤一中对患者的膝关节进行核磁共振拍摄具体包括以下步骤：

使用3.0T核磁共振仪器进行膝关节扫描，获取膝关节核磁共振图像，核磁共振扫描序列为PD-FSE-SPIR，具体参数为：重复时间：2915.0毫秒，回波时间：39.4毫秒。

3.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，步骤二中将所述膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，将采取以下步骤进行半月板组织分割及三维模型重建：

步骤1、利用“编辑蒙罩”和“画笔”功能，利用半月板组织与其他组织的灰度差，勾勒出半月板的基本轮廓，并且结合图像矢状位和冠状位进行调整，以最大程度勾勒出真实半月板的轮廓；

步骤2、利用“区域增长”功能建立半月板“蒙版”，通过点击半月板组织，将半月板内部组织全部选中，而半月板之外的组织则被剔除，从而保证后期更加准确地重建半月板三维模型；

步骤3、建立“蒙版”后，利用“三维重建”功能构建所述的半月板三维模型，然后导出STL格式。

4.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，步骤三中进行三角面片优化处理及步骤四中分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构具体包括以下步骤：

将STL格式的半月板三维模型导入Geomagic软件，删除模型表面钉状物，进行三角面片优化处理，进一步优化模型表面质量，随后导出STL格式文件；将半月板三维模型的STL格式文件导入医学逆向工程软件SOLIDWORKS软件，分别在前、后角添加圆柱栓子结构，随后导出为STL格式文件；圆柱栓子结构的尺寸根据临床实际需求进行确定。