[发明专利]一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片

说明书

本发明公开了一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，包括有与人体具有相容性的金属底片，所述金属底片上通过3D打印技术依次设置有内构造层、中构造层和外构造层且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层的孔隙率小于中构造层的孔隙率；本发明通过预先制造好统一规格的金属底片，在需要使用时微调方便；便于满足不同患者的需求；本发明可以直接通过激光扫描仪进行扫描得到微调后的图形以及尺寸，节省测量以及绘图时间，便于进行快速建模；本发明在三维软件中预设有内、中、外三个构造层的模型，并可以进行厚度以及孔隙率的调整，可以快速实现个性化的构造，降低了对操作人员的要求。

技术领域

本发明属于仿骨小梁制造技术领域，具体涉及一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片。

背景技术

骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨皮质相连接，在骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支持造血组织的作用。骨小梁形成后至20岁左右，骨小梁表面被覆一层骨原细胞或成骨细胞，因为都在骨髓腔内表面，故通称骨内膜细胞。成骨细胞，排列在骨小梁表面，胞浆突起可与周围的成骨细胞胞浆相接，它是由紧贴骨内膜表面扁平的骨原细胞发育来的，骨小梁是骨内的一种结构，与骨的生成有关。

3D打印（又称增材制造、积层制造）是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。

由于科学以及医学的快速发展，通过3D打印技术构造人体假肢成为了一种必然的潮流，而在仿骨小梁的制造时，由于位置以及患者的不同，需要各种各样的骨小梁结构。如果每个患者或患者的每个受伤部位都需要特定制造的规格结构不一的骨小梁结构，就会变得非常复杂，不仅对操作人员的要求较高，且耗费时间较长，经常会延误患者的治疗。因此，我们提出一种基于3D打印技术的可以实现快速建模制造的个性化仿骨小梁结构金属垫片。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，以解决上述背景技术中提出现有技术中仿骨小梁制造繁琐、对操作人员要求较高、且个性化设计制造效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，包括有与人体具有相容性的金属底片，该金属底片上设置有根据需求而个性化设计的通口，所述金属底片上通过3D打印技术依次设置有内构造层、中构造层和外构造层且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层的孔隙率小于中构造层的孔隙率，中构造层的孔隙率小于外构造层的孔隙率；

所述金属垫片采用以下方法制备：

S1、选择合适厚度的具有人体相容性的金属原料板材，通过设计的多样化模具进行冲孔加工，制作出带有通口的金属底片；

S2、将完成S1加工的金属底片清洗干燥后，按规格以及形状的不同进行分类包装，待用；

S3、在医疗使用时，根据患者或医患部位的不同，挑选合适规格及形状的金属底片，然后根据患者具体的身体骨骼细节适应需求的不同对金属底片进行微打磨抛光或切割，实现金属底片针对患者不同的个性化设计要求；

S4、将完成S3步骤的金属底片放置在激光扫描测量仪的测量平台上，通过激光扫描测量仪进行扫描成图片并测量其大小，激光扫描测量仪的输出端口与3D打印机的电脑端连接，电脑端接收到扫描的图片以及尺寸，并将之导入到电脑端的三维软件中，然后通过三维软件中的预设模型与扫描的图片进行组合建模，预设模型包括有在金属底片上设置的内构造层、中构造层以及外构造层，分别设置好内、中、外三个构造层的厚度以及孔隙率后，完成建模；