[发明专利]一种3D打印脊柱多孔固定钉棒制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印脊柱多孔固定钉棒制备方法，包括：利用三维建模软件NX软件初步建模，将产品需要骨小梁多孔结构部位，利用NX软件分割功能分割；导出为STL文件；导入设计软件Magics中，利用模型修复功能将两个模型进行优化处理；模型STL文件导入逆向工程软件3‑matic，设计骨小梁多孔单孢体，并将导入的模型用设计好的骨小梁多孔结构单孢体代替，所述微孔径600‑1000μm，丝径300‑500μm，孔隙率70％‑80％；导出STL文件并输入模型切片软件后3D打印。本发明产品仿生多孔结构与人体骨组织微观结构高度相仿，有利于术后成骨细胞长入，使骨组织通过多孔紧紧与螺钉相连，降低了术后并发症。

技术领域

本发明涉及3D打印制备骨科固定结构制备方法领域，尤其涉及一种3D打印脊柱多孔固定钉棒制备方法。

背景技术

根据统计脊柱障碍和脊柱疾病目前正在呈现逐年增多和逐渐年轻化趋势，中小学生长期坐姿不良，身体过度负重引起脊柱疾病，还有现代社会的高速发展，使得人类生活方式和生产方式发生改变，越来越多的人长期伏案于电脑桌前，再加上坐姿不正确，导致颈椎、腰椎关节长期处于高压状态，导致椎体结构过早丧失水分，骨质疏松，骨结构退化等引起各种脊柱疾病。在治疗脊柱疾病时，脊柱内固定钉棒成为了不可缺少的医疗器械，但是常见的内固定钉由于螺钉对椎体固定力不足，导致术后常出现螺钉松动，钉滑脱等并发症，并且由于普通螺钉松动切合度不够，不能有效促进固定螺钉相应固定部位骨组织的融合和有效生长，导致病人需要进行二次手术。目前脊柱用的内固定系统螺钉棒存在以下问题：材料采用可植入金属材料，如钛合金为主，但制作方法一般采用机械加工方法，通过拧入脊柱的椎弓根来达到固定相邻阶段，然后短期固定，一般螺钉的直径3.5mm至7.5mm，长度35mm到70mm，这种机加工的螺钉表面一般是光滑的，即便上面具有一定孔径，但该孔径不能诱导成骨细胞长入。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种3D打印脊柱多孔固定钉棒制备方法，克服了现有固定钉由于螺钉对椎体固定力不足导致术后常出现螺钉松动、滑脱的问题，具有高切合度，可有效促进固定螺钉相应固定部位骨组织的融合和有效生长。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种3D打印脊柱多孔固定钉棒的制备方法，包括以下步骤：

S1.利用计算机三维建模软件NX软件，设计螺钉外形结构，实现产品初步建模，将产品需要骨小梁多孔结构的部位，利用NX软件分割功能将该部位分割；

S2.分割后的两个模型分别用NX软件导出，导出文件为STL文件；

S3.两个STL文件分别导入设计软件Magics中，利用模型修复功能将两个模型进行三角面片表面优化处理；

S4.优化后的模型分别导出为STL文件；

S5.产品需要成孔的骨小梁结构的模型STL文件导入逆向工程软件3-matic中；

S6.用逆向工程软件3-matic设计骨小梁多孔单孢体，并将导入的模型用设计好的骨小梁多孔结构单孢体代替，形成具有孔的微观尺寸为孔径600-1000μm，丝径300-500μm，孔隙率70％-80％的骨小梁多孔结构模型；

骨小梁多孔结构是由无数个小孔组成，在1mm×1mm的范围内设计一个理想的孔结构，即为多孔单孢体；无数个多孔单孢体组合称为本发明多孔结构。

S7.将替换后的模型导出为STL文件，输入模型切片软件，再导出切片文件；

S8.将切片文件导入3D打印成型设备，完成打印。

所述孔为仿生骨小梁多孔，位于凸起的螺棱之间的内下侧位置。

所述孔的微观尺寸为孔径700-800μm；丝径350-450μm，孔隙率72-78％。