[发明专利]仿生人工半关节体及其制造工艺

权利要求书

1.仿生人工半关节体的制造工艺，其特征在于：

1)首先根据患者的情况通过反求工程构造仿生人工半关节体的外形曲面，并利用三维设计软件形成仿生人工半关节的壳体模型，然后根据该半关节的软骨和骨层的界面形状和厚度数据将骨层分为上层(1)、中层(2)和下层(3)三个部分；根据各层功能分别设计其内部管柱负型结构，即上层(1)为鼠笼状管柱结构，管柱截面为均匀规则结构，中层(2)为空腔结构，下层(3)具有相互垂直相交的管柱结构，最后将各层模型与人工半关节的壳体模型合并，形成人工半关节体结构负形模型；

2)采用快速成型机自身的分层软件对负形模型进行分层，分层厚度：0.10mm，根据分层后的结果利用精密光固化成型机成型假体结构负形树脂模具；

3)将陶瓷粉末、水溶剂、有机单体、分散剂和交联剂按110-120∶60-80∶6-8∶1-2∶1-1.5的质量比混合均匀，放入真空机中去除气泡，并用浓氨水调整使混合物的PH＝9得到浆料，再在浆料中分别加入交联剂质量0.2-0.5倍的引发剂和催化剂形成陶瓷浆体；

4)将陶瓷浆体填充到假体结构负形树脂模具中，并置入真空高温炉中从室温以100℃/小时的升温速度升温至800℃～1000℃保温1.5～2小时进行固化，然后随炉冷却至室温取出；

5)按8∶1的质量比将聚氨酯和与聚氨酯型号相对应的固化液配成聚氨酯溶液；

6)将聚氨酯溶液倒入凹形模具内，而后将固化成型的陶瓷体置于聚氨酯溶液中，抽真空，在0.01～0.0005Mpa的真空度下放置0.5小时，在常压、室温下再放置12～24小时待聚氨酯充分固化取出；

7)取出模具内的半关节体，整形即得到骨层材料为陶瓷部分(4)，软骨层弹性体材料为聚氨酯弹性体(5)的人工半关节体。

2.根据权利要求1所述的仿生人工半关节体的制造工艺，其特征在于：所说的精密光固化成型机的激光器的波长为355nm；光斑直径为0.2mm；填充扫描速度为5000mm/s；填充向量间距为0.10mm；支撑扫描速度为2000mm/s；跳跨速度为8000mm/s；轮廓扫描速度为3000mm/s；补偿直径为0.12mm；工作台升降速度为4.00mm/s；点支撑扫描时间为0.50ms；纹结构扫描时间为0.50ms。

3.根据权利要求1所述的仿生人工半关节体的制造工艺，其特征在于：所说的下层3的管柱结构为管柱正交结构或其他仿生管柱结构。

4.根据权利要求1所述的仿生人工半关节体的制造工艺，其特征在于：所说的水溶剂为去离子水；陶瓷粉末为Beta-磷酸三钙(β-TCP)、Alpha-磷酸三钙(α-TCP)、羟基磷灰石(HAP)、碳酸钙或氧化铝；有机单体为丙烯酰胺、甲基-酰氧乙基三甲基氯化铵或己二酸二酰肼；交联剂为N，N-二亚甲基二丙烯酰胺、N，N-二丙酮基丙烯酰胺或二亚苄基丙酮基丙烯酰胺，分散剂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，催化剂为N，N，N’N’-四甲基乙二胺、N，N-二甲基环已胺或N，N，N′，N″，N″-五甲基二乙烯三胺。

5.一种按照权利要求1的制造工艺得到的仿生人工半关节体，其特征在于：包括与骨接触的陶瓷部分(4)和与关节接触的聚氨酯弹性体(5)两部分组成，所说的陶瓷部分(4)中具有促进与植入区骨质长合的三维多孔管柱结构；聚氨酯弹性体(5)通过陶瓷部分(4)顶部的鼠笼状三维多孔结构将其固定于陶瓷部分上。